5月8日，中国散裂中子源（CSNS）用户香港大学机械工程系黄明欣教授团队在《Science》在线发表题为《Making ultrastrong steel tough by grain-boundary delamination》的论文，展示了黄明欣团队在“高强高韧变形分配钢”（D&P钢）的研发取得的重要进展，这也是中国散裂中子源首个在《Science》上发表的用户实验成果。

具有优异性能的低成本合金材料，一直以来都是汽车、航空及国防等工业发展的基础与依靠。然而，材料的强度和断裂韧性往往很难同时兼顾。

黄明欣教授团队近年来与中国散裂中子源通用粉末衍射仪（GPPD）团队合作，以中子衍射为研究手段，对系列样品进行了系统研究，获得了低成本D&P钢的相体积分数和位错密度等重要的微观参数信息

图1 超强钢的中子衍射图谱，在CSNS的GPPD获得。

在GPPD数据等支持下，黄明欣教授团队开创性地提出一种新的作用机制，打破了传统的提高强度会降低材料断裂韧性的认识。并且依据此新机制获得了同时具备极高屈服强度、极佳韧性、良好延展性的低成本D&P钢。

图2 （A）三维图解模型描述了样品加载方向与D&P钢组织结构的关系。（B）工程应力应变曲线。（C）J-积分阻力曲线。展示了D&P钢同時具有极高的屈服强度、韧性和均匀延伸率

中子衍射具有高穿透能力、高分辨率、无损等优势，可用于分析具有织构等复杂材料的组织结构特征。而通用粉末衍射仪是中国散裂中子源首期期建设的三台谱仪之一，自2018年运行开放以来，已经顺利完成近90项用户课题研究，多项用户实验成果已在Science、Nature Communication、Advanced Materials等期刊发表。

作为松山湖科学城已建成的大科学装置，中国散裂中子源目前已完成的200多项用户课题中，来自粤港澳大湾区的约占四分之一，其中来自中国香港、中国澳门的用户大概占总用户的10%。当前，中国散裂中子源正在谋划联合各方力量，计划在未来三年新建8台谱仪，力争为国家重大需求和科技前沿做出更大贡献。

【记者】 陈启亮

【来源】 中科院高能所东莞分部