中子散射在材料科学与工程中的应用——香山科学会议第584次学术讨论会综述
 
 
 
 
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“中国学术会议在线”会议信息发布规则
一、总则 "中国学术会议在线"是经教育部批准,由教育部科技发展中心主办,面向广大科技人员的公益性学术会议信息服务平台。为规范学术会议信息发布流程,促进信息发布的准确性、可靠性、及时性,特制定本规则。 二、发布会议范围及责任 1、本网站为广大学术机构、科研人员提供综合性学术会议信息发布和查询平台,发布各类以学术交流为目的学术会议信息。 2、本网站原则上不发布盈利性的培训类会议,视具体情况发布区域性、行业协会的技术研讨、会展信息。   3、信息发布方须对其在本网站上发布信息的真实性负责,如果违反真实性承诺,所产生的一切后果及责任,由信息发布方承担。 4、信息发布方必须遵守中华人民共和国法律法规以及《互联网信息服务管理办法》相关规定。 三、国内学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校提交的国内学术会议信息,经“会议在线”审核,确定该信息已发布在学会、科研院所、高校的网站上,会议主办方、联系人等信息明确,可在1个工作日内发布。   2、各学会、科研院所、高校主办或承办的国内学术会议,未在其主办方官方网站发布,需提交有主(承)办单位公章的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式。 四、国际学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校主办或承办的国际学术会议,会议信息已在该学会、科研院所、学校校级网站上发布,相关负责人姓名及联系方式,会议主办单位、联系人等信息明确,经会议在线审核后,可在1个工作日内发布。   2、各高校院系主办或承办的国际学术会议,未在校级网站发布的,需提供校级主管部门的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,方可发布。各学会、科研院所主办或承办的国际学术会议,未在其官方网站发布的,需提供本学会或科研院所的证明文件。 3、非学会、科研院所、高校主、承办的国际会议,如为首次举办(第一届或无届别会议),需办会机构提供会议举办所在省、自治区、直辖市外事部门批准文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,后可发布会议。 五、对会员投诉会议的处理 1、“中国学术会议在线”对于已经审核通过的会议,如接到以下投诉,一经核实,网站将撤销该会议信息。投诉内容包括但不限于: 1)会务组联系电话长时间无人接听或占线; 2)会议内容、出席人员、规模等信息与会前通知严重不符; 3)会议取消或未按时召开,未及时通知本网站。 2、对于提供虚假会议信息、虚假证明文件的办会机构,一经查实,该办会方将被列入网站黑名单,取消发布会议资格,并在网站上公示,情节严重者触犯法律者将报公安部门处理。 六、免责条款 中国学术会议在线为非盈利性网站,我们将恪尽审核义务,对于因办会方失信给第三方造成的损失,中国学术会议在线不承担责任。   中国学术会议在线 2013年3月
教育部科技发展中心门户网站新版上线公告
教育部科技发展中心门户网站(www.cutech.edu.cn)于2012年3月12日全新改版上线。   新版网站内容更为丰富,注重“中心”业务工作宣传和科技类信息的报道,增强服务力度同时提升了用户体验。   新版网站主要有以下几大改进:   一、页面美观简洁,以蓝色调为主,风格清晰明快,增大页面分辨率适应当前主流要求,字体大小和颜色适合用户阅读。   二、在网站原有业务工作栏目基础上增加——规范校办产业发展、宽带卫星计划、互联网创新平台联盟等专栏。   三、增加中国科技论文在线、中国学术会议在线两大信息服务平台当日信息更新栏目。   四、新网站整合了“中心”对外服务平台的内容,包括:高校专利信息服务平台、教育部科技查新服务平台、科技奖励网络申报系统、教育部专家信息系统、全国高校产业统计系统等,更方便用户查找和使用。   五、根据广大读者关注热点问题进行栏目改进与更新,改进栏目有——图片新闻、要闻咨询、学术评论、政策法规和知识产权等。   六、增强网站后台功能和相关软硬件优化,使信息更加快速安全传递给广大用户。   新版测试期为一个月,网站还有需要完善之处,在此期间如出现问题或给大家带来不便,请谅解,同时欢迎大家提出宝贵意见与建议,联系邮箱:sjy@cutech.edu.cn或linye@cutech.edu.cn。 教育部科技发展中心网站 二0一二年三月九日
中国学术会议在线新版开通,欢迎使用!
中国学术会议在线新版终于与大家见面了。在新版中,我们实现了一些优化和改进,尽力为广大用户提供更优秀的学术信息服务平台。相比旧版,新版的改进有: 分类学科信息 会议信息以学科分类,设置学科单页,便于各专业用户查询本专业内相关学术会议。 改观页面设计 新的页面采用宽页面、小模块化,方便用户浏览。 简化视频点播 视频点播无需另下载插件,直接点击播放。并针对单位用户特别推出“中国学术会议在线校园速递服务”,提高视频点播流畅性。 推出讲座资源 倾力推出高校学术讲座交流平台,促进高校间学术资源共享。 引入用户评价 参会用户可对学术会议进行评价,如办会方诚信、会议学术水平,为后来参会者提供参考,舆论监督促进提高办会水平。 注意事项: 1、由于教育网和公网之间存在带宽瓶颈,非教育网用户可能无法流畅观看视频,我们将努力改善并解决此问题。教育网集体用户(高校)如遇到视频观看不流畅的问题,可以学校为单位申请“中国学术会议在线校园速递服务”,以改善观看体验。参见《关于开展中国学术会议在线视频校园速递服务试点的通知》。 2、新版测试期一个月,网站还有大量需要完善之处,在此期间可能因为优化系统出现短暂的服务中断,请大家谅解。如您在新版使用过程中遇到任何问题,欢迎提出意见与建议,联系邮箱meeting@cutech.edu.cn或scimeet@yahoo.com。 中国学术会议在线 二0一一年一月十日
“中国学术会议在线”兼职信息员招聘启事
   “中国学术会议在线”(www.meeting.edu.cn)是经教育部批准、教育部科技发展中心主办的公益性学术网站。因业务发展需要,现面向国内高校以及中科院系统招聘兼职信息员。 应聘要求: 1、应聘人员应为高校或中科院在读硕士或博士研究生; 2、专业文科最佳,有理工科背景,如科技哲学、情报学、图书馆学、信息管理、知识管理等相关领域; 3、有参与学术会议交流的经验; 4、关注本学科及相关研究领域的国内外学术交流动态,视野开阔,信息资源丰富; 5、有一定的课余时间,责任心强,能够连续工作一年以上。    请有意者将个人简历发至 scimeet@yahoo.com 或 meeting@cutech.edu.cn              教育部科技发展中心                  中国学术会议在线 2013年6月5日
高校学术讲座交流平台开通,欢迎使用!
为优化我国科研环境,促进高校之间优质学术讲座资源的交流与共享,由教育部批准、教育部科技发展中心主办的“中国学术会议在线” 首批联合20所重点高校共同建设“高校学术讲座资源交流平台”(以下简称“讲座平台”),平台目前正式开通使用。 首批加入讲座平台的成员高校有:西安交通大学、河海大学、电子科技大学、北京交通大学、东北师范大学、北京理工大学、北京邮电大学、东北大学、合肥工业大学、湖南大学、华南理工大学、华南农业大学、兰州大学、南京航空航天大学、山东大学、西北工业大学、西南大学、湘潭大学、浙江大学、中山大学。 平台资源面向成员高校免费开放,各成员高校用户可直接通过本校网络访问讲座平台,查看平台内各校讲座预告、讲座视频,并可根据感兴趣的学科、学校、演讲人或其他关键字对讲座资源进行检索和查看。 欢迎致力于促进学术交流、并有兴趣加入讲座平台的高校相关部门与我们联系,联系方式: 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 联 系 人: 王鑫、孔翦 地 址: 北京海淀区中关村大街35号 100080 电 话: 010-62514015,82503990 电子邮箱: meeting@cutech.edu.cn, scimeet@yahoo.com 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 二○一一年一月十日
 
 
 
 
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中子散射在材料科学与工程中的应用——香山科学会议第584次学术讨论会综述
日期:2017-04-20 21:42  所属学科:材料学>材料科学基础学科  点击数:438
稿件来源:香山科学会议 
    中子的发现及其应用是二十世纪最重要的科技成就之一,由于中子具有的高穿透能力,使其衍射、散射和成像等技术在材料科学的研究中具有无法替代的重要作用。由于中子具有超强的穿透能力,可以无损测定大型工程材料与工程部件的内部应力与应变分布、晶体织构、化学成分分布等,测量材料动态凝固过程以及原位动力学反应等相关信息,在新材料产业、航空航天装备制造、轨道交通装备制造、海洋工程装备制造、智能装备制造、新能源汽车与装备制造以及在役设备运行性能与寿命评价等众多行业领域具有重要的应用。 

    新材料产业的研发水平及产业规模已成为衡量一个国家和地区经济社会发展和科技进步的重要标志,得到了各国政府的高度重视。美国、日本、欧盟、俄罗斯等国家制定了相应的研究开发计划和政策,竭力抢占新材料发展的制高点。我国的新材料产业虽然在多年攻关中取得了令人瞩目的成绩,但是起步较晚、起点较低,与先进国家相比,整体水平仍存在较大差距。关键新材料的缺乏长期成为我国国防、能源、信息、环境、交通、医药等重大战略领域发展的软肋,对国家安全和社会经济发展构成巨大威胁。我国新建的中子源已达到国际先进水平,为突破一系列国民经济发展和国家安全亟需解决的材料技术瓶颈提供了先进的研究工具。如何更好地利用国内的中子散射平台,在新材料产业领域及其支撑的先进制造业实现跨越式发展,已成为迫在眉睫的问题。 

    2016年12月13-14日,主题为“中子散射在材料科学与工程中的应用”的香山科学会议第584次学术讨论会在北京香山饭店召开。会议聘请中国科学院高能物理研究所陈和生研究员、中国科学院金属研究所卢柯研究员、北京航空材料研究院曹春晓研究员、钢铁研究总院王海舟研究员、中南大学钟掘教授和香港城市大学王循理教授担任执行主席。来自全国17个单位的近50位中子散射领域和材料科学与工程领域的专家学者,应邀参加了会议。会议围绕 “关键部件残余应力中子散射研究”、“先进结构材料动态加载及服役性能”、“先进材料成分、工艺、多尺度结构与性能相关性”和“相关谱仪技术前瞻”等关键和技术问题展开了深入讨论。 

    王循理做了题为“中子散射在材料科学与工程中的应用”的主题评述报告。力学行为的研究是中子散射方法的另一新型应用领域,除了能够提供微观尺度变形机理的信息,该方法还用于关键设备(如:高速列车或核反应堆)以及国家基础设施(如:桥梁)结构完整性的评估。随着先进中子源和设备的发展,时间分辨测量技术得以实现,并用来研究相变动力学现象。中子散射技术可以用来控制材料的化学成分及微结构的变化,在开发先进材料(如锂离子电池和纳米材料) 中将发挥越来越重要的作用。报告介绍了利用中子衍射峰位置研究样品三维形变的平均应力、利用衍射峰宽度研究亚晶结构和利用衍射峰强度研究晶粒取向的方法;并具体介绍了应用中子工程谱仪研究形状记忆合金的马氏体和奥氏体相变、磁矩变化和对应的晶格形变位错的方法;以及应用原位中子衍射实时研究搅拌摩擦焊过程中材料应力和结构变化的方法。应用中子衍射可同时研究晶体结构和磁结构,研究多晶、纳米晶、金属玻璃体、锂离子电池和燃料电池在加载情况下的实时应力应变过程。王循理指出中子散射在航空和核工业领域、低温形变、压电材料和记忆合金材料、非晶材料和相变动力学等方面具有广阔的应用前景,他结合美国散裂中子源SNS工程谱仪的发展状况指出当前应抓住机遇,在中国散裂中子源上建造一系列用于材料研究的谱仪,以解决国家重大战略需求。 

    刘昌奎做了题为 “航空材料发展及其对中子散射技术的需求”的主题评述报告。航空材料及其构件在从研发、制造、服役、维修到重大事故(故障)的失效分析等全寿命周期中,检测与表征技术起着关键性作用。现有检测与表征技术手段还存在不足,中子散射技术在材料研发、成形与加工、服役与老化、检测与评价、失效分析与评估等方面的具有独特不可替代的作用。以飞机结构重量系数和发动机推重比两个关键指标为例,70%左右的贡献都来自材料与工艺。报告围绕高温合金、合金钢、铝合金、钛合金等关键航空材料的现状和未来研发需求,具体介绍了中子散射在材料组织结构表征、残余应力、变形与断裂机制、服役特性及性能退化、缺陷检测等方面的应用和优势。 

    专家讨论认为: 

    1. 由于中子具有强大穿透能力,有磁矩和对质量相近的元素具有完全不同的散射长度等特性,中子工程材料谱仪可同时表征新型功能材料的结构和磁性形变机制,并能够原位研究其相变动力学。中子散射可结合轮廓法、钻孔法和数值模拟,实现对材料和构件内部残余应力和化学成分的检测,是不可替代的独特技术手段。 

    2.实际的工程需要从材料到构件一体化,应整体考虑解决残余应力的问题。应从材料设计、材料制造、构件制造,到整个过程中应力如何演变,实现全流程的考虑设计;材料科学家和中子散射科学家应多促进交流,互相了解,共同实现全流程的整体设计。 

    3.建议在散裂中子源上建设工程材料、核电材料等材料领域的专用线站,建设高温、高压、强辐照的样品环境装置;提前培养用户,进行相关的培训,并建立相应的用户数据库。 

    4.材料学家应该与中子谱仪科学家一起讨论工程材料谱仪的建设方案,凝炼本领域的需求;应重视用户的培训,定期召开研讨会,并继续设立专门的经费,资助用户到国外线站进行实验。 

一、关键部件残余应力中子散射研究 

    残余应力被认为是一个可以优化的参数,可在材料和部件设计中加入考虑。残余应力的来源包括热处理、机械处理、复合材料不同热膨胀和涂层等过程。专家报告指出了预应力工程包括以下四个方面的预设计:1.测量技术和质量控制;2.制造过程的残余应力发展和模型描述;3. 残余应力松弛过程的尺寸稳定性;4.外加载情况下的应力变化和机械设计。检测残余应力的方法包括X射线、中子衍射,逐层钻孔、光学方法和超声波等。中子衍射可结合有限元模拟计算等方法,实现优化材料和几何结构,通过力学分析应力,进而计算疲劳寿命,最后增加预应力或工艺调整的过程。专家报告进一步指出,利用中子射线对材料的甚强穿透能力以及其在晶体材料中的弹性散射(衍射)特性,可以直接测试大规格如高强铝合金内部的晶面常数,根据宏微观应力等效原理,检测出具有工程应用价值的材料内部残余应力。 

二、先进结构材料动态加载及服役性能 

   中子是一种独特的从原子和分子尺度上表征物质的结构和微观运动的理想探针。专家报告称,在工程结构材料的制备与服役过程中,越来越重视在外界条件如温度、载荷、气氛、电磁场等变化时的材料显微结构演化及其对性能影响,因此原位表征技术在材料科学研究中具有重大意义。作为一种先进的材料四维表征手段,原位中子衍射具有显著的技术优势与应用前景,特别是在解析材料微观结构与组织转变机理方面有着无可比拟的重要作用,可用来表征工程材料在外界条件(如温度、气氛、外力、电磁场等)变化时,宏观晶体织构、晶体点阵结构、电磁特性、组成相的体积分数、弹性应力应变、晶粒及位错尺寸、位错密度等方面的变化。结合国家重大工程结构材料服役安全评价设施,可根据工程应用的需求对工程材料从原子级别进行设计和研发。专家还报告了中子衍射可研究材料微观力学行为,即多尺度微观组织与性能的表征。 

三、先进材料成分、工艺、多尺度结构与性能相关性 

    非晶合金在结构和动力学上是不均匀的,即非晶合金在纳米尺度中的密度,模量等性能是不同的。专家报告了非晶合金非均匀性可用纳米级的类液区域和类固区域来表征。非晶合金具有高强度、高弹性、高断裂韧性、抗摩擦、抗腐蚀、低温超塑性成型等特点,可用于制造卫星重要结构部件等。中子散射技术能够对非晶材料的结构进行测试鉴定,可直接得到非晶合金的态密度峰,从非晶振动谱的偏离峰得到材料的结构信息。专家还报告还指出,非晶态合金原子排列具有长程无序、短程有序的特征,具备强度高、弹性极限大、耐磨耐腐蚀、断裂韧性高等优异的综合性能,类似热压塑料的成型性使得非晶合金具有广泛的工程应用前景。通过实时中子衍射加载实验,可研究形变诱导相变韧塑化非晶合金复合材料的动态变形行为,该材料极大地提升了非晶合金的潜在结构应用,并开辟了一个新的科学研究方向。 

四、相关谱仪技术前瞻 

    国家先进制造对工程材料及加工制造工艺提出了更高要求,材料成分、多尺度结构与应力状态是评估材料性能、加工工艺和服役性能的关键参数,中子散射及相关技术是无损表征材料内部上述参数的重要手段。专家报告了中子衍射在工程材料中的应用包括:残余应力、织构分析、相变动力学、形变与位错、反应过程、疲劳损伤、蠕变行为和温度与晶粒尺寸测量等方面。介绍了国际上中子源在工程材料相关方面的应用:包括工程衍射、小角中子散射和中子成像以及可探测ppm量级痕量成分的中子活化分析等谱仪和技术。中子探针应用于工程材料具有可检测材料与关键部件内部、对样品无损和可实现原位多场加载(温度、力、磁、电等)的优势,但因中子源通量比同步辐射低,所以存在空间分辨较低、快速的实时动态测量较困难等挑战性的问题。 

    我国先后建设适合中子散射研究的中子源,包括中国散裂中子源(CSNS,2018年验收运行)、中国先进研究堆(CARR)和绵阳研究堆(CMRR,2010年临界运行)。中国先进研究堆(CARR)位于北京西南郊的中国原子能科学研究院,通过国内外合作,CARR已完成一期9台中子散射科学谱仪的建设。中国绵阳研究堆(CMRR)一期8台中子应用科学平台全部建成,其中包括6台中子散射谱仪和2台中子成像装置。初步统计中子散射科学平台运行后已为国内50余家单位的70多个课题组提供了300余次实验,2016年度反应堆计划高功率运行时间约120天。CMRR基于中子应力分析和小角散射装置的工程应用包括:基于中子应力装置的三维残余应力、热-力耦合原位加载和织构等综合实验技术,铝合金、高温合金等航空/核材料研究与部件检测的初步应用;基于中子小角散射装置在温度、力学和磁场等原位加载下的高分子、ODS钢等工程材料微结构与性能实验等。 

五、小结与建议 

    与会专家在充分交流与讨论的基础上,达成如下基本共识和建议: 

    1.中子散射可广泛应用于材料研发、加工、服役、检测的全流程分析,是材料科学与工程领域国际公认的不可替代的先进研究手段。我国新建的中子源已达到国际先进水平,可为突破一系列国民经济发展和国家安全亟需解决的材料技术瓶颈提供先进的研究工具。如何更好地利用国内的中子散射平台,降低我国关键新材料的对外依存度已刻不容缓。 

    2.中子具有可穿透材料与关键部件内部、对样品无损和可实现原位多场加载(温度、力、磁、电等)的优势,但是中子源通量较低和空间分辨率不高是目前的主要瓶颈,应重点发展中子谱仪、中子聚焦、中子探测及数据重建等关键新技术,以满足国家在新材料研发与工程应用领域的战略需求。 

    3.针对材料全寿命周期,从服役、检测、评价多方面,应充分利用中子散射装置,无损表征材料内部成分、多尺度结构与应力状态,为材料设计、工艺改进提供指导。必须着手解决从设计制造与大装置测量之间的衔接问题,实现全流程的整体设计。 

    4.材料科学家与中子装置的研究人员应联合起来,发展中子技术,推广中子散射应用,争取国家、地方和行业的多方经费支持,共同推动材料科学领域中子散射谱仪的建设,培养中子散射研究和应用队伍。 

    5.相关用户单位进一步凝练材料研发、制造和服役等全寿命周期中的科学技术问题,提出各自领域对中子相关技术的明确需求;中子科学家针对以上问题,寻找解决方案。中子源应做细中子用户需求调查,内容包括利用中子散射可解决的工程材料中的关键问题,及其对中子谱仪具体的指标要求。明确中子能做什么,什么不能做,能做到什么程度。 

    6.建议依托CSNS建设多条材料应用领域的专用中子散射谱仪(如航空材料的残余应力、能源材料等);可由一家单位牵头,多单位合作共同建设,该线站必须是现有装置做不了的材料专用线站,而不是通用线站。 

    7.在中国物理学会中子散射专业委员会下,成立材料科学工作组,落实推广中子散射应用,发展中子散射及相关技术,向政府科技部门提出呼吁,增加在各个材料应用领域重要会议上的报告交流,协调规划国内三个中子源的建设与运行。工作组同时也负责推动中子数据格式、软件的标准化与规范化,推动定期国内外交流,人才队伍培养。会议一致推选王循理作为材料科学工作组第一届的召集人。 
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