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张泽：《金相与热处理的发展》
2026-03-24 10:39:03
主讲人：张泽（中国科学院院士，浙江大学材料科学与工程学院教授）
近日，中国科学院院士张泽教授应邀作《金相与热处理的发展》的专题讲座。张院士围绕“一种观点：材料科学起源于金相学”、“一段历史：金相学源于显微观察、盛于X-衍射研究”、“一个理想：服役条件下材料力学性能和微结构演变一体化研究”、“一个平台：新材料研发一体化平台”，以时间为脉络，生动形象地讲述了“金相与热处理”的前世今生。
从1774年Rinman在瑞典皇家科学院院报发表一篇题为《铁与钢的腐刻》的论文，指出腐刻为区别铁与钢的硬度、致密度、性能等提供了一种简易的方法开始，经过1808年奥地利Aloys von Widmanstaetten对铁陨石切片腐刻拓片得到人类第一张金相“照片”，1830年-1849年32个晶类和14个晶体学布拉维点阵建立，1856年-1864年转炉、平炉炼钢新技术的诞生，1860年W.lueders首次观察到低碳钢拉伸样品的吕德斯带，1863年英国H.C Sorby首次采用反射性显微镜观察到抛光腐刻后钢铁中后来称之为“铁素体”、“渗碳体”、“珠光体” 的相，1878年德国Adolf Mar tens独立地采用显微镜开展“金相”观察。到此通过切片、抛光、腐刻观察金属显微照片为认识金属显微组织打下了基础。
随后1885年法国的Floris Osmond进行了金属电、热等分析，1868年俄国冶金学家切尔诺夫发现钢热处理三个临界点，1897年英国W.C.Robertes-Austen绘制出人类历史第一张Fe-C平衡相图，到此开启了以相律为指导相图研究。1917年Westgreen铁的高温X-射线衍射证明β-铁不存在，推翻了β-铁硬化理论，1926年Fink X射线衍射证明了马氏体四方结构、四方度随碳含量增大而增加，解决了钢淬火硬化的千古之谜，到此对金属与合金显微组织从微米量级跨入原子排列研究。Knoll及Ruska在实验室研制成功人类第一台电子显微镜，1939年由西门子公司开始量产，随着高分辨商品电子显微镜出现，开辟了直接观察原子的途径，使金属与合金显微组织研究从X射线衍射“找影子”到电子显微镜“照镜子”。
目前研究主要停留在从森林中伐树“冻结”观察结果，只是解决了“是什么问题”，树从森林中取出位置发生改变，失去树木与森林整体联系，引出了“金相与热处理”的今生——材料加工或服役过程中材料整体与某个相演变缺失问题至今仍然没有得到很好的解决。从而展开了现代金相：温度、动态应力、原位金相三位一体，在服役条件下进行材料力学性能与微结构演变一体化研究，实现从宏观到微观的跨尺度的性能-显微结构一体化原位研究。通过讲述拉伸＋原位金相、疲劳＋原位金相、锻压＋原位金相、动态热处理＋原位金相、蠕变＋原位金相、原位金相结合计算机AI、大数据、机器学习的现代研究，揭示“金相与热处理”的今生，在力热耦合下可视化实时原位金相检测技术和结合AI、大数据机器学习对实验结果进行预测的新材料研发一体化平台技术。
嘉宾介绍：
张泽：材料科学专家、晶体学家，中国科学院院士，浙江大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，浙江大学学术委员会咨询委员会主任。兼任中国分析测试协会理事长、亚太地区显微镜学会理事长和中国创新方法研究会副理事长。曾任中国科学院北京电镜实验室主任、中国科协党组成员、书记处书记、亚洲晶体学会主席、中国电子显微镜学会理事长、北京工业大学副校长（正校级）。张泽院士长期从事先进材料的电子显微结构研究，特别关注显微结构与材料性能间关系的基础性研究。注重将原子层次显微结构分析与材料中存在的关键科学问题相结合，系统研究解决了准晶、低维纳米材料等国际材料科学界关注的一些重要问题，取得了创造性研究成果。承担多项国家重大和其它基金研究项目。在Nature、Science、Nat. Mater.、Nat. Commun.、Nano Lett.、Adv. Mater.、Phys. Rev. Lett.、JACS和Angew. Chem. Int. Edit.等国际有重要影响的期刊上发表学术论文400余篇，总引用1万多次。编著《高分辨电子显微学在材料科学中应用》和《纳米结构及纳米材料》英文专著两部。主要研究成果曾获国家自然科学一等奖、中国青年科学家奖、求是杰出青年奖、何梁何利奖等9项科技奖励。全国政协第九届、第十届、第十一届委员。
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