手機版 | wap版 | 網站主頁 | HOME | 3G網頁
<button id="sgpzp"><acronym id="sgpzp"></acronym></button>

<dd id="sgpzp"></dd>
<button id="sgpzp"></button>
      1. <progress id="sgpzp"></progress>
        <tbody id="sgpzp"><track id="sgpzp"></track></tbody>
        <em id="sgpzp"><tr id="sgpzp"></tr></em>
        手機版 | wap版 | 網站主頁 | HOME | 3G網頁
        <button id="sgpzp"><acronym id="sgpzp"></acronym></button>

        <dd id="sgpzp"></dd>
        <button id="sgpzp"></button>
            1. <progress id="sgpzp"></progress>
              <tbody id="sgpzp"><track id="sgpzp"></track></tbody>
              <em id="sgpzp"><tr id="sgpzp"></tr></em>

              中子大科學平台助力國家科技發展

              -回復 -瀏覽
              樓主 2020-06-22 16:30:44
              舉報 只看此人 收藏本貼 樓主

              我們要製造自己的大飛機、高鐵、戰艦,哪種材料最合適?哪種構型最安全?出現了問題是什麼原因引起的?要研究解決這些問題,就必須要藉助能揭示原子、分子運動狀態的工具——中子散射技術,這也是截止目前能無損檢測材料殘餘應力、直接觀察材料磁通晶格的唯一工具。

              三年前,由於條件的限制,我國的科研工作者要開展這方面的研究還只能到國外去做實驗,這大大限制了我國航空航天、核工業等重大裝備前沿研究領域的發展。2011年,固有安全性好、實驗空間大的中國綿陽研究堆首次達到滿功率運行,中物院核物理與化學研究所依託該反應堆建成了國內首台冷中子源,研製了國內首個投入科學研究和工程應用的中子科學平台,成為目前研究物質結構及其動力學最重要的工具之一如今,這一承載著老一輩科學家夢想的科學平台,運行情況如何?是否發揮了作用呢?

              讓我們看看這些數據:三年來,六台譜議帶核總運行時間達到30609小時,其中對外開放時間8272小時。一般譜儀平台建設完成後需要有一年的調試期,為儘早滿足國內用戶和國家發展需求,平台採用邊調試邊運行的方式,共接待了100多家1000餘人次國內外用戶,產出SCI論文60篇,影響因子IF>3.0的文章18篇,最高達19.79。平台在高分子材料表徵、含能材料研究,殘餘應力測試、界面測量表徵等多個領域,已經可以底氣十足的對用戶說「我們測試過,沒問題!」。

              一、提升性能躋身國際舞台

              作為衡量一個國家科技能力的標誌之一,中子科學平台擁有6台譜儀,在建成初期,僅有一台譜儀的技術指標可以與國際同類先進水平相比,三年來在保證有效運行的基礎上,不斷對各譜儀進行升級改進,現在平台整體性能指標不斷提高,兩台譜儀已可躋身世界先進行列。

              平台為滿足多個領域在各種極端條件下開展研究的需求,研發製備了多種原位環境設備,可在持續變溫、加壓的條件下測試樣品的變化情況。目前可實現1600度的高溫、1.73K低溫、15GPa壓力、50KN載入力,還有測角儀、電磁鐵、剪切流變儀等。國際上常用的原位環境設備平台都能提供。

              二、嶄露頭角合作成果矚目

              目前中子科學平台已完成了大量的實驗,而且很多都屬於國內首次,在有機光電材料、高分子物理、可燃冰研究、國產發動機研製等重要研究領域都可以找到平台譜儀的身影。在高分子材料表徵、含能材料研究,殘餘應力測試、界面測量表徵等多個領域,都可以底氣十足的對用戶說我們測試過,沒問題!。讓我國的科研工作者在一些重大、前沿領域的研究不再受制於人。

              主要用於材料內部納米尺度結構研究的狻猊(中子小角散射譜儀),其影響實驗時間、數據質量的關鍵指標——樣品處注量率提升至107量級,決定譜儀可測量範圍的最大Q值也提升到6.3nm-1,使得譜儀躋身世界先進中子小角散射譜儀行列。對含能材料的研究來說,定量微缺陷數據是損傷評估及性能分析的必要前提,而原來常規方法只能獲得定性結論,平台的研究團隊不僅在國內首次實現了PBX微缺陷的定量表徵,並應用於HMX-PBX熱損傷的原位研究,還在國際上首次發現和揭示了環境濕度影響奧克托今(HMX)相回復及微孔演化的機制,詳細見《PhaseRetransformation and Void Evolution of Previously Heated HMX-BasedPlastic-Bonded Explosive in Wet Air》(The Journal of Physical Chemistry C)。

              平台研究團隊在有機光電功能材料這一國際熱門研究領域引入中子散射技術,首次實現了通過中子的方式快速準確地觀察材料分子的溶液聚集行為。提出的創造性想法和新穎技術,對於改進材料設計、加工工藝從而獲得更高性能起到了巨大的促進作用。相關研究成果見Unravelingthe Solution-State Supramolecular Structures of Donor–Acceptor Polymers andtheir Influence on Solid-State Morphology and Charge- Transport PropertiesAdvanced Materials)上。這一成果迅速在光電材料和功能高分子領域內引起了巨大反響,引起了材料界的高度關注,國際專家給予了充分的肯定和好評。

              可測量材料微觀力學行為的「麒麟」(中子應力分析譜儀),各項指標一直在提升,整體性能一直保持世界先進水平,已在我國航空航天領域初顯身手。研究團隊具備了一整套完善的實驗技術方法、數據處理、有限元擬合等方面的能力,在國內首次獲得直徑1100mm重達50Kg的發動機渦輪盤特定區域三維殘餘應力分佈的準確數據,還先後多次完成了飛機發動機渦輪盤、葉片和飛機蒙皮內部殘餘應力的分析以及擬合。現在團隊已具備了對不同形狀尺寸單晶及多晶高溫合金材料三維殘餘應力分佈、錯配度等進行測量、分析以及建模擬合的能力。

              多用於晶體結構、相變測量的「鳳凰」(高壓中子衍射譜儀)樣品處注量率提高近一個量級,達到106量級,高壓樣品信噪比由原來的1.7:1提高到5:1。已完成13Gpa的原位高壓測試,屬國內領先水平。搭建的高壓低溫水合物合成與表徵實驗系統滿足對可燃冰研究非常苛刻的條件,獲得的實驗數據對了解水合物的性能具有重要意義,成為世界上少數具備可燃冰水合物研究條件的實驗室之一。

              用於研究物質表面或界面微觀結構與特性的「諦聽」(飛行時間極化中子反射譜儀)通過巧妙的設計改造,突破譜儀設計只適用固-氣或固-固界面的局限,成功實現了固-液界面的測量,使譜儀拓展到固-液界面科學這一新的應用領域。「玄武」(高分辨中子衍射譜儀)可實現更高精度粉末或多晶樣品的結構和磁結構的標定,「鯤鵬」(冷中子三軸譜儀)可在低能磁激發譜、低能聲子色散、臨街色散和相變等方面的研究發揮作用。

              三、用好平台還需共同努力

              隨著中子科學平台的不斷完善,我國探測微觀世界的分析能力也將進一步提升。小到物質內部原子的排列和運動方式,大到工程部件內部結構與質量檢測,平台都能發揮獨特作用。既可用於前沿基礎科學問題研究,又可促進航天、航空、核工業等國家重要領域工程問題的解決。

              但認真分析平台的運行情況,也可以看到一些問題,雖然有部分譜儀和研究項目已經具備了國際競爭的能力,但整體水平還有待提高,在軟實力方面,缺少能引領一個方向的「大牛」;以年輕人為主的團隊,實驗能力和數據分析能力還需學習和磨練;硬體方面,缺乏經驗豐富的系統工程師,需要從零開始摸索積累,要做到所有譜儀指標進入世界前列還有不小的差距。

              在我國首個投入運行的中子科學平台建成前,這種包含多個中子譜儀的科學平台只有國外少數國家具備,我國只有少數科研人員能申請到束流時間到國外做實驗,因此較大佔比的科研人員缺乏實戰經驗。同樣的實驗,在國外平台只提供譜儀和部分環境設備,其他全部都是用戶自己完成,而在我國由於絕大多數用戶甚至是從未接觸過中子散射譜儀,因此從樣品的製備、實驗設計、到測試方案確定、數據分析,每一步都要平台人員參與,數據分析更是要依賴於平台人員來完成。

              中子散射技術可在物理、化學、化工、生物和材料科學多個領域,特別是前沿交叉領域發揮重要,但我國很多領域的科技人員還不了解中子的特點和中子譜儀的作用。平台雖然已經建成運行有三年了,但國內知名度還不夠,知道我國內也具備這方面能力的人還不夠多;這些問題制約中子科學平台在我國科技領域發揮更大的作用。因此要用好平台,讓我國更多的科技成果步入國際先進行列,還需要我們大家共同的努力。

               

              編輯:薛飛彪  校對:苗婷婷  審核:何佳恆

              我要推薦
              轉發到
              <button id="sgpzp"><acronym id="sgpzp"></acronym></button>

              <dd id="sgpzp"></dd>
              <button id="sgpzp"></button>
                  1. <progress id="sgpzp"></progress>
                    <tbody id="sgpzp"><track id="sgpzp"></track></tbody>
                    <em id="sgpzp"><tr id="sgpzp"></tr></em>