2022年CAIA獎二等獎：聚焦離子束技術在復雜材料表界面加工與原位表征中的應用
完成單位：哈爾濱工業大學 分析測試與計算中心
完成人：鄒永純、杜青、孫良博、崔喜平、郭舒、魏大慶、張杰、徐超、來忠紅、張寶友
成果簡介：“聚焦離子束（FIB）技術在復雜材料表界面加工與原位表征中的應用”主要包括：復雜材料（異種材料連接界面/極表面/特種界面等）的透射樣品高成功率制備技術；透射電鏡原位力學表征樣品可靠制備技術；透射電鏡光闌微加工自主修復技術等。
創新點及科學價值：
（1）針對復雜材料透射樣品，尤其是極表面、異種材料焊接界面、晶界/相界等特定區域，聚焦離子束加工樣品難度大，自主開發出“回形-分層-內嵌”程序化加工技術（授權專利1項），解決了復雜材料包括金屬合金、復合材料（金屬基復合材料和陶瓷基復合材料等）、梯度材料、層狀材料和焊接/連接材料等特定區域透射樣品制備的關鍵難題，實現了特殊區域的組織結構表征，顯著提高特殊材料透射樣品的制備成功率與效率，年支撐700小時運行測試服務。
（2）因透射原位力學測試設備無大尺寸拉伸載物臺，無法實現樣品大范圍原位表征，自主研發載物支架，并發明“缺口微變傳載”技術（授權專利1項），實現了微納尺度材料原位力學表征（界面區/析出相/納米材料等）。支撐了國家自然科學二等獎、軍委科技委重點項目、重大專項及國家自然科學基金重點項目等。
（3）發明出透射電鏡光闌“環切包絡法加工”FIB修復技術（授權專利1項），突破透射電鏡光闌修復瓶頸，實現利用FIB技術自主修復透射電鏡光闌，大幅度降低耗材購置成本，此外，縮短設備維修維護周期，節省了設備運行時間成本。
社會經濟效益：“聚焦離子束技術在復雜材料表界面加工與原位表征中的應用”于2017~2021年支撐國際科學合作（EXTP）、國重研發等項目70項以上，支撐1000萬以上超大項目10余個。支撐重大獎項：2019 年國家自然科學二等獎“特種焊接冶金機理與組織性能調控”。“環切包絡法加工”修復技術的成功開發，三年累計節省維修經費30萬，節省了設備運行時間成本和維護維修成本。上述技術可推廣應用至全國高校及研究所，經濟效益顯著。基于本技術，申報團隊主編《電子顯微分析實驗指導》1部；參編《材料分析方法》（第4版）教材1部，并獲教育部“首屆全國優秀教材獎”一等獎。完成教育部標準1項：《聚焦離子束分析方法通則》；獲授權軟件著作權1部。
應用前景：該技術已廣泛服務于校內、校外（高效及企業）測試工作，包括重慶大學、中南大學、山東大學、華中科技大學、哈爾濱焊接研究院有限公司等。對社會服務具有廣闊性、普適性等特點，為解決關鍵科學難題及實際生產問題提供先進技術手段。
