2021年6月19日-20日，“先進材料透射電鏡原位表征高端研討會——暨賽默飛-百實創-北工大顯微結構與性能聯合實驗室成立儀式”在賽默飛ZG客戶體驗ZX召開，百余位先進材料透射電鏡領域知名專家齊聚上海，共同見證了賽默飛-百實創-北工大顯微結構與性能大數據聯合實驗室合作的啟航，并一同探討透射電鏡原位技術在新進材料的研究中的ZX進展。

會議由ZG科學院院士張澤擔任會議主席，北京工業大學韓曉東教授擔任組織委員會主席，由大會報告和四個主題專場報告組成（四專場主題依次為：透射電鏡理論、技術與儀器發展；先進原位透射電鏡表征；結構材料先進顯微學表征；功能材料先進顯微學表征）。

大會報告

張澤院士在題為“苛刻使役條件下材料性能與顯微結構關系研究”的大會報告中強調，材料科學尤其材料顯微學科研工作者，應重視建立材料微結構與宏觀性能之間的對應關系，從而解決材料實際應用問題。張澤院士也著重介紹了先進結構材料在能源、環境、高端制造等領域的基礎性、戰略性低位，以及其在高溫、高應力等苛刻使役條件下所面臨的工程技術難題中的關鍵科學問題。并通過對航空發動機渦輪葉片等關鍵材料的微觀尺度相結構調控、宏觀結構穩定機理等科學問題的深入剖析，分享了如何完成從微觀、介觀到宏觀的跨尺度研究，并把結構與性能之間的關系一一對應的詳細研究過程與經驗。同時也介紹了在材料性能與結構演變關系的研究過程中多場耦合條件的原位表征研究以及其在串聯顯微結構表征、材料性能乃至材料制備過程中的重要作用。

*張澤老師照片

賽默飛電鏡業務亞太區高級商務總監Marc Peeters在題為“Thermo Fisher Scientific: Contributions to Materials Research”的報告中，簡要介紹了賽默飛的公司使命、整體概況及其在quan球尤其ZG的廣闊商業布局與強大技術力量，并回顧了賽默飛世爾科技在微觀表征設備尤其電子顯微鏡領域的研發、設計、制造的悠久歷史與突出貢獻：恒功率透鏡、超級能譜、球差校正器、超亮電子槍、單色器、全新的探測系統、以及色差校正器等等技術的創造性推出與持續改進，極大幫助了科學家的材料研發、設計與制備等科研工作；近年，建立在超高穩定性系統上的全新自動化數據獲取與智能化數據分析系統，亦將材料表征與分析、乃至新材料的開發工作推進到了一個全新的高度；而其完備的產品線及完整的表征工作流程，更是極大便利了科學家的材料科研工作。Marc隨后也介紹了賽默飛強勁的研發、生產與技術支持實力，并展望了其在ZG的遠大發展前景。

* Marc Peeters 照片

01 透射電鏡理論、技術與儀器發展

南京大學的王鵬教授深入淺出地介紹了基于高速相機4D-STEM大數據的疊層電子衍射成像技術(Ptychography)的技術原理及優勢，并展望了該技術在突破硬件極限的超高分辨成像、與能量過濾器聯用的5D-STEM、以及電子束敏感樣品的低輻照高襯度成像乃至冷凍生物樣品附帶三維尺度信息的成像等等領域的ZX應用。

浙江大學的王江偉研究員則通過精巧設計的原位實驗觀察到了金屬材料的單一理想界面的不同界面塑性變形的產生，進而討論了其動力學機制及影響因素。

武漢大學的鄭赫副教授通過其Z近在金屬氧化物納米材料的量子限域的可逆相變與點缺陷遷移方面的工作揭示了其微觀力學的形變機理及廣闊應用前景。

賽默飛世爾的吳偉博士介紹了ZX的Helios Hydra多氣體離子源雙束顯微鏡的低損傷透射電鏡樣品制備，及其搭載的多氣體離子源切換與全新一代AutoTEM5帶來的對各類不同材料的強大適應性與易用性。

北京工業大學的張躍飛研究員與百實創科技的李志鵬博士分別介紹了掃描電鏡及透射電鏡上原位附件的Z 新技術進展、解決方案及相關應用。

02 先進原位透射電鏡表征

重慶大學的黃天林教授通過原位加熱實驗系統地研究了層狀納米結構Al合金的結構演變，提出顆粒的粗化和集合，顆粒與位錯界面/層狀界面的聯合可強化Y-junction遷移的釘扎作用，提高層狀納米結構的穩定性。

北京工業大學的王立華研究員通過在原子尺度探索了納米孿晶Pt材料的力學行為，回答了晶粒尺寸從Hall-Petch效應到反Hall-Petch效應區域的納米晶的塑性變形機制等問題。

北京航空航天大學的岳永海教授通過原位力學實驗系統研究了納米孿晶復合金剛石的強韌化機制，討論了該材料變形過程中由孿晶增韌、相變增韌和疊層增韌等多重增韌機制協同作用。

重慶大學的陳厚文教授在原子尺度研究了Mg合金中的界面結構，發現Mg合金中溶質原子孿晶界反常偏聚現象，提出化學成鍵能力是決定溶質原子孿晶界偏聚特征的重要因素。

上海交通大學的劉攀教授通過原位變形研究了納米多孔金的變形和斷裂特征，發現表面原子擴散和體內位錯滑移協同作用導致材料塑性室溫，揭示了局域應變軟化和孔洞粗化誘發整體脆斷的變形機理。

西北工業大學的馬曉助理研究員通過原位加熱的方法研究了高溫金屬材料的微觀組織結構演變特征，揭示了高溫結構材料服役過程中的精細微觀組織結構的演變規律，為熱處理制度制定，工程應用提供了理論指導。

03 結構材料先進顯微學表征

浙江大學的余倩教授在題為“位錯調控與金屬結構性能關系”的報告中介紹了其通過現代電子顯微學對合金材料的位錯調控機理及應用的研究。她通過創造性的能譜“定量”技術解決了了高熵合金中元素周期性非均勻分布的表征問題，從而確定了合金元素錯核靶向固溶引起的的超常強化的機理；進而應用該機理，通過主動調整相應元素，基于納米尺度成分起伏，完成了合金的強韌化調控。

來自上海大學的姜穎副教授通過題為“金屬材料腐蝕行為的電子顯微學研究”的報告詳細介紹了合金材料中納米析出相與微電偶腐蝕誘發點蝕行為以及微米尺度上的微電偶腐蝕的研究工作，并深入講解了各種靜態與原位的電子顯微學表征手段在這一研究工作中的作用。

南京理工大學的周浩副教授在題為“界面偏析誘導金屬材料納米化”的報告中，詳細介紹了界面偏析的形成機理；分享了通過溶質偏析合金界面，進而誘導合金納米化，從而調控其結構并改善性能，獲得低成本高性能特種合金的經驗。

中南大學的劉春輝副教授在題為“鋁合金薄壁件形性協同流變制造及其原理的原位電子顯微學研究”的報告中，首先介紹了對合金材料位錯誘導的強化相異質形核析出及強化等機理的研究，并利用高密度位錯同時提高鋁合金蠕變量和力學性能，實現回溶與GX高性能蠕變時效成形新工藝技術，解決了各類地空天運載裝備的流變成形制造面臨的成形與成性矛盾的問題；他隨后分享了中南大學及機電工程學院電鏡平臺上各類原位工作的研究成果及心得。

賽默飛世爾科技的牟新亮介紹了ZX的高端球差透射電鏡Spectra Ultra，及其中搭載的各項強大的技術，尤其是突破性高達4.45 sr立體角的Ultra-X能譜系統與顛覆性可靈活快速改變高壓的Octagon電子光學系統；并展望了Spectra Ultra對現有表征手段的強化與對表征新維度的拓展，及其對材料科研工作的巨大幫助。

04 功能材料先進顯微學表征

來自武漢理工大學的吳勁松教授在題為“熱電材料 Cu2Se相變的原位電鏡研究”的報告中介紹了其所在的納微結構研究ZX眾多的來自賽默飛的高端電鏡設備，闡述了通過摻雜和復合設計獲得了 Cu2Se新的性能，借助高分辨電鏡結合能譜及原位技術，發現了 Cu2Se第二相強化的機制，此項發現可以應用于阻止快離子導體中離子的流失進而提高熱電材料的穩定性。

上海交通大學的鄔劍波教授在會議上做了題為“原位開啟催化材料設計之可能”的報告，介紹了目前燃料電池所遇到的問題挑戰及通過改變催化劑材料微觀結構從而提高其性能和使用壽命的機理研究。同時鄔老師介紹了他通過透射電鏡液態樣品桿獲得的科研成果及對未來原位力學實驗的展望。

中科院物理所的張穎研究員在 “新型拓撲磁疇結構的探索”報告中主要介紹了通過透射電鏡相關技術研究磁性材料的一些知識。中南大學的李凱副教授在“Al-Mg-Si合金納米析出相在變形過程中的破碎與旋轉”報告中闡述了鋁合金變形的機理研究及通過透射電鏡研究，發現被位錯切過的納米析出相發生碎片化的過程，并對未來使用原位力學桿的一些研究進行了展望。

重慶大學的張斌博士做了 “SnSe層狀化合物表面氧化行為的電子顯微學研究”的主題報告，解釋了通過高分辨透射電鏡結合能譜研究明星熱電材料SnSe化合物的氧化過程的必要性，及目前所獲得的研究成果。華東師范大學的成巖副研究員在“原位電場下鉿基鐵電薄膜的原子尺度結構轉變”主題報告中詳細介紹了通過高分辨透射電鏡結合原位樣品樣品桿解釋鉿基鐵電薄膜極化的起源；來自北京理工大學的邵瑞文博士在“缺陷在功能材料中作用的原位透射電鏡研究”報告中介紹了原位透射電鏡在摻雜原子核位錯觀察中的應用，及其在實驗中的一些經營和感受。

本次會議主題報告主要邀請的為材料領域有突出表現的青年科學家，這些科學家是ZG科技創新的希望，在國家科技強國的路上必將發揮重要的作用。