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我和原位的故事(浙江大學(xué)余倩教授)
原位技術(shù)自1933第一臺(tái)電子顯微鏡的誕生之日起的第三年就開(kāi)始被科學(xué)家們所應(yīng)用,但是受制于材料和加工工藝的限制長(zhǎng)期以來(lái)發(fā)展緩慢,直至最近5年獲得了飛速發(fā)展。當(dāng)電子顯微鏡本身精度已經(jīng)到達(dá)一定極限,原位通過(guò)過(guò)程觀測(cè)給所有研究帶來(lái)了新的可能。
我國(guó)各學(xué)科的科學(xué)家實(shí)際上,在原位技術(shù)的應(yīng)用上不落后于國(guó)際同行,讓我們來(lái)聽(tīng)聽(tīng)他們和原位的故事吧。
余教授娓娓道來(lái),和我們分享了第一次接觸原位技術(shù)的背景和情形:余教授是做傳統(tǒng)金屬材料和力學(xué)性能研究的,早在2008年,在西安交通大學(xué)讀碩士期間,就已經(jīng)第一次接觸到原位力學(xué)性能測(cè)試,后來(lái)在國(guó)外,直到現(xiàn)在,一直從事相關(guān)研究。
余教授非常清晰得解釋了原位技術(shù)在其研究領(lǐng)域的意義:
力學(xué)性能是和微觀結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的,缺陷的行為決定了材料的力學(xué)行為。長(zhǎng)久以來(lái),對(duì)力學(xué)行為的研究都停留在前期觀察和結(jié)果觀察,對(duì)于缺陷運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,沒(méi)有很好的認(rèn)識(shí)。其中最重要的問(wèn)題就是技術(shù)問(wèn)題,在材料受力的過(guò)程中我們無(wú)法觀察缺陷的演化,因此,原位技術(shù)的出現(xiàn)就變得非常的有用。
原位技術(shù)為傳統(tǒng)金屬和結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能的研究提供了非常好的方法和手段,來(lái)理解很多以前沒(méi)法理解的問(wèn)題,基于這樣的契機(jī),基于原位技術(shù)的力學(xué)性能測(cè)試和微結(jié)構(gòu)觀察相結(jié)合的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,當(dāng)時(shí)也是余教授剛剛進(jìn)入科研階段的時(shí)期,余教授科研一開(kāi)始就以原位技術(shù)的應(yīng)用來(lái)支撐其研究。
對(duì)于第一次接觸原位的感受,余教授表示非常興奮,并且當(dāng)時(shí)課題很火,因?yàn)榭梢远康拿枥L力學(xué)曲線,能夠觀察到缺陷運(yùn)動(dòng),時(shí)刻記錄力學(xué)響應(yīng)并且與結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)起來(lái),這是一項(xiàng)全新的技術(shù)。
原位技術(shù)在未來(lái)大有可為。
余教授從自己的研究領(lǐng)域出發(fā)提出了見(jiàn)解,她認(rèn)為:
定量的原位性能測(cè)試技術(shù)給研究結(jié)構(gòu)材料的性能提供了很好的機(jī)會(huì),但目前存在樣品與正常使用的宏觀樣品在尺度和維度上差距很大,會(huì)影響缺陷運(yùn)動(dòng)和力學(xué)性能,未來(lái)更好更多的考慮實(shí)際材料的結(jié)合,至少需要一個(gè)橋梁或者可推導(dǎo)的方法,可以更好得更科學(xué)的利用原位技術(shù),達(dá)到更實(shí)際的應(yīng)用的效果。
如果有一天,原位技術(shù)在材料特殊的使用環(huán)境,例如在高速運(yùn)動(dòng)、汽車撞擊、高溫等條件下,在實(shí)際材料的環(huán)境下,原位的觀察能達(dá)到一個(gè)理想的狀態(tài)。
我們和余教授一起,期待那一天的早日到來(lái)。