截面断裂机

仪器化划入方法已经成功应用于测试各种材料（包括硬的合金、陶瓷、金属、岩石[1]和软的高分子聚合物、碱硅酸盐凝胶[2]等）的断裂韧度（跨越两个数量级）在材料科学与工程领域具有巨大应用前景，尤其是评估微米级材料或多尺度复合材料（比如碎屑-橡胶混凝土[3]、再生混凝土[4]、水泥[5]、页岩[1, 6, 7]，骨头[8]、功能梯度和复合涂层[9]）的断裂性能，其诸多优势包括：结果与传统方法（比如单边缺口试样的三点弯曲、紧凑拉伸）测量值一致；重复性好；材料体积小；设备操作、数据分析简单；近乎无损检测（微米级划入测试划入深度一般在十几微米）；尤其是试样制备简单，不需要预制缺口或裂纹；测试成本和周期都大大减小[10]。仪器化划入过程的实物图和示意图见图 1[11]。在仪器化划入过程中，利用侧向力和压入深度可以计算出材料的断裂韧度。仪器化划入表征断裂韧度主要有两种理论：一种是线弹性断裂力学（linear elastic fracture mechanics or LEFM）；另一种是能量尺寸效应理论（microscopic energetic size effect laws or ESEL）。理论都是假设在压头前端存在沿水平扩展的裂纹，见图 2[12]。这种裂纹模式在直刚刀压头划入石蜡的实验中体现得最好，见图 3[13]。对于直压头：三维裂纹的横截面是长方形。能量释放率可以由J-积分计算，再结合断裂准则，即可以建立利用侧向力和压入深度计算断裂韧度的关系式。图 1 仪器化划入测试实物图及示意图：（a）直钢刀压头划入石蜡；（b）倾斜直钢刀压头划入测试示意图；（c）Rockwell C压头划入薄膜材料；（d）轴对称压头划入示意图（压入深度d，压头尖端圆角半径R，侧向力FT，划痕方向x）图 2 利用轴对称压头划入过程的侧视图（左图）和正视图（右图）。x 是划痕方向，FT 是水平侧向力，FV 是竖直正压力，d 是压入深度，n 是压头与材料接触界面朝材料外侧的单位法向，A 是承载侧向力的面积投影，p 是压头与材料接触界面的周长图 3 石蜡在直钢刀压头仪器化划入过程中压头前端水平扩展的裂纹：（a）实验结果；（b）理想的裂纹形状示意图（具有长方形横截面的三维裂纹，需要裂纹长度l、刀具宽度w、压入深度d 三个尺寸表征）不同的学者提出了不同的分析方法，断裂韧度Kc 可以通过拟合仪器化划入的实验数据获得[10, 14-19]：其中Λ=A/(2P)是名义长度，p 和A 分别是周长和水平投影面积（见图 2），都是压入深度d 的函数[12]。利用线弹性断裂力学可以直接计算出断裂韧度Kc已知压头几何形状可以得到p(d)和A(d)，f=2p(d)A(d) 即压头形状函数：对于圆锥压头，f 与d3 成正比；对于圆球压头，f 与d2 成正比。图 4是利用Rockwell C压头划入钢材的结果[20]。示意图见图 4（a）。在划入过程中，施加线性增大的正压力FV，如图 4（b），同时记录侧向力FT 和压入深度d。数据与划痕残余形貌一一对应，形貌见图 4（c），并且可以利用声发射分析断裂过程，如图 4（d）。图 4 利用圆锥压头分析钢材料的断裂韧度：（a）圆锥压头仪器化划入过程示意图（划痕方向沿X 轴，FV 和FT 分别是正压力和侧向力）；（b）划入过程中在施加线性加载的正压力的同时记录侧向力；（c）划痕残余形貌；（d）侧向力和压入深度的关系（左轴）和声发射（右轴）当圆锥部分起主导作用时，FT/d3/2趋近于一条水平线，这说明划入过程由断裂机制控制，声发射信号也直接验证了断裂的发生。可见，利用划入方法测试材料的断裂韧度需要适合的加载条件，只有当载荷足够大，断裂机制占主导时才能应用线弹性断裂力学的公式计算断裂韧度，但是过大的载荷会产生很多扩展方向不同的裂纹，使得只有一条裂纹扩展的假设不成立。声发射信号是确定断裂发生的有效手段，可以用于区分断裂的程度（剧烈的断裂会使得声发射信号饱和），寻找适合的加载力范围。FT/d3/2一直在波动，这种锯齿状数据是切削的典型特征，与传统测试（比如紧凑拉伸中只有一个裂纹产生）明显不同，划入过程中会产生很多裂纹，所以有必要对平稳段的数据取平均[21]。仪器化划入方法已经成功应用于各种材料的断裂韧度表征[22, 23]，比如：高分子材料（聚碳酸酯PC[18]、改性石墨烯添加的环氧树脂基复合材料[24]）、玻璃（熔融石英硅[25]、K9玻璃[26]）、金属（紫铜[27, 28]）、半导体材料（单晶硅和碳化硅[29]）等。表 1比较了部分材料的仪器化划入测试结果与传统方法测试结果，划入法测试与传统方法测试结果大体一致，差异很有可能是由于材料的各向异性和不均匀造成的，因为划入法表征的是表面微观区域的力学性能，传统方法测试的是宏观力学性能。所以划入法可以表征材料断裂韧度的分布，适合于异质复合材料各组织以及界面的力学性能表征，研究不同尺度结构的断裂性能，这些都是先进材料及微纳米器件发展迫切需要解决的关键测试表征技术，尤其在表面微观力学领域有广阔的应用前景。表 1 利用仪器化划入方法表征各种材料的断裂韧度（MPa• m1/2）压头（形状尺寸）及方法材料（牌号）：划入法测的断裂韧度（传统方法测试值）单位（国家）[参考文献]Rockwell C压头（2θ=120°，R=200 μm），线弹性断裂力学铝合金(AA 2024)：34.4±3 (32~37)热塑性聚合物（Delrin Grade 150）：2.5±0.2 (2.9±0.5)麻省理工学院（美国）[20] Rockwell C 压头（2θ=120°，R=200 μm），线弹性断裂力学钠钙玻璃：0.71±0.03 (0.70)耐热高硼硅玻璃：0.68±0.02 (0.63)热塑性聚合物(Delrin 150E) ：2.75±0.05 (2.8)热塑聚碳酸酯：2.76±0.02 (2.69)铝合金(2024-T4/T351) ：28.8±1.3 (26~37)AISI-1045：62.2±2.6 (50)AISI-1144：62.2±2.6 (57~67)Titanium 6Al-4V：77.0±3.4 (75)麻省理工学院（美国）[22]直钢刀压头，线弹性断裂力学（LEFM）和能量尺寸效应方法(ESEL)石蜡：0.14 (0.15)水泥：0.66~0.67 (0.62-0.66)侏罗纪石灰岩：0.56 (ESEL), 0.34 (LEFM)A-51w：0.82 (ESEL), 0.81 (LEFM)B-4w：0.74 (ESEL), 0.72 (LEFM)B-12w：0.78 (ESEL), 0.78 (LEFM)麻省理工学院（美国）西北大学（美国）伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[21]直钢刀压头、Rockwell C线弹性断裂力学水泥（直钢刀压头）：0.66±0.05 (0.67)钢材（Rockwell C压头）：40±0.2 (50)麻省理工学院（美国）[11]直钢刀压头能量尺寸效应方法水泥：0.66(0.65~0.67)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[23]Rockwell C压头线弹性断裂力学（LEFM）和能量尺寸效应方法(ESEL)塑料（Delrin）：3.26 (LEFM)，2.85 (ESEL)聚碳酸酯（Lexan）：2.87 (LEFM)，2.38 (ESEL)熔融石英硅：0.96 (LEFM)，0.96 (ESEL)传统测试结果：塑料（2.8）、聚碳酸酯（2.2）、熔融石英硅（0.8）科罗拉多大学（美国）麻省理工学院（美国）[28]Rockwell C压头能量尺寸效应方法聚缩醛 ：3.16 (2.8)石蜡：0.14 (0.14)聚碳酸酯（Lexan 934）：2.8 (2.69)铝：32.53 (32)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[40]圆球压头线弹性断裂力学熔融石英硅：0.7 (0.68~0.75)K9玻璃：0.85 (0.82)福州大学（中国）[45,46]Rockwell C压头线弹性断裂力学聚碳酸酯：2.3 (2.2)福州大学（中国）[43]作者简介刘明，福州大学机械工程及自动化学院教授，福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才，全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组（SAC/TC183/SC4/WG1）委员、ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市，哈尔滨工业大学本科、硕士，肯塔基大学（美国）博士，法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后、华盛顿州立大学（美国）博士后。主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱：mingliu@fzu.edu.cn 参考文献[1] A.-T. Akono, P. Kabir, Microscopic fracture characterization of gas shale via scratch testing, Mechanics Research Communications, 78 (2016) 86-92.[2] C.V. Johnson, J. Chen, N.P. Hasparyk, P.J.M. Monteiro, A.T. Akono, Fracture properties of the alkali silicate gel using microscopic scratch testing, Cement and Concrete Composites, 79 (2017) 71-75.[3] A.-T. Akono, J. Chen, S. Kaewunruen, Friction and fracture characteristics of engineered crumb-rubber concrete at microscopic lengthscale, Construction and Building Materials, 175 (2018) 735-745.[4] A.-T. Akono, J. Chen, M. Zhan, S.P. Shah, Basic creep and fracture response of fine recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, 266 (2021) 121107.[5] J. Liu, Q. Zeng, S. Xu, The state-of-art in characterizing the micro/nano-structure and mechanical properties of cement-based materials via scratch test, Construction and Building Materials, 254 (2020) 119255.[6] M.H. Hubler, F.-J. 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科技日报北京7月25日电 据最新一期《美国国家科学院院刊》报道，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员利用鱿鱼环齿上的仿生蛋白质创造了一种复合的层状二维材料，这种材料具有抗断裂和很强的弹性。大自然创造出像骨头、贝壳这样的分层材料，正是这种多级结构才确保了骨头具有极高的抗断裂强度，得以支撑庞大的身体。骨头中含有无数空隙，然而，随着生长发育，它对缺陷的敏感度会降低。这意味着即使骨头已经含有诸多“缺陷”，也依然具有较高的强度。宾夕法尼亚州立大学高级纤维技术中心主任、劳埃德和多罗夕福尔哈克仿生材料主席梅利克德米雷尔和多萝西福尔哈克表示：“研究人员很少报告骨头和贝壳的这种界面特性，因为它很难通过实验进行测量。”以此为灵感，新开发的复合二维材料是由像石墨烯或MXene（通常是过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物）这样的原子层厚的硬材料组成的，这些材料之间被一层东西黏合并隔开。虽然大块石墨烯或MXene具有块体性能，但二维复合材料的强度来自界面性质。德米雷尔介绍说，他们使用的是一种界面材料，可通过重复序列加以修改，从而能够微调性质，让它变得灵活而强大。此外，这种材料还具有独特的热传导性质。“这种材料很适合做跑鞋的鞋垫。”德米雷尔说，“它可以给脚部降温，反复弯曲也不会把鞋垫弄坏。”这些二维复合材料还可用于柔性电路板、可穿戴设备和其他需要强度和灵活性的设备。根据德米雷尔的说法，传统的连续介质理论无法解释为什么这些材料既坚固又灵活，但模拟表明，界面很重要。当组成界面的材料比例较高时，当材料受到压力时，界面会发生局部断裂，但作为整体的材料不会断裂。【总编辑圈点】搜索“鱿鱼环齿”，会发现科研人员早已对它摩拳擦掌，开展过多项研究，并尝试在不同领域应用。鱿鱼环齿蛋白质可被加工制成纤维和薄膜，可以替代塑料制品，提升织物的耐磨性，制作可穿戴设备… … 当然，要大规模应用这种仿生材料，需要先制造出仿生蛋白质，毕竟也不能一只只抓住鱿鱼扒拉蛋白质。本文中，科研人员用仿生蛋白质制造出复合层状材料，可以让它又坚固又灵活。从大自然的神奇生物身上，人类获得了很多“外挂”，改造后为自己服务。

揭示生物学样本和材料样本原本无法观察到的内部结构冷冻断裂是一种将冰冻样本劈裂以露出其内部结构的技术。冷冻蚀刻是指让样本表面的冰在真空中升华，以便露出原本无法观察到的断裂面细节。金属/碳复合镀膜能够实现样本在SEM（块面）或TEM（复型）中的成像，主要用于研究如细胞器、细胞膜，细胞层和乳胶。这项技术传统上用于生物学应用，但现在逐渐在物理学和材料科学中展现出重要意义。近年来，研究人员通过冷冻断裂电子显微镜，尤其是冷冻复型免疫标记（FRIL），对膜蛋白在动态细胞过程中所发挥的作用有了新的见解。作者：Gisela Höflinger图1：麦叶上的蚜虫适合于电子显微镜的环境电子显微镜的样品室通过抽真空处理降至极低压力。置于这种环境下的活细胞无法有效保全结构，因为细胞构成中的大部分水分会快速蒸发。生物样本的制备方法有很多种。样品材料被（固定）保存，这样后续脱水对原位结构的破坏最小，同时可以使用环境扫描电镜（SEM）或者将水冷冻。高压冷冻是观察自然状态下含水结构的唯一方法。高压冷冻所形成的冰不是六边形冰（从水变为六边形冰时体积会增加）而是无定形冰，因此体积保持不变。所以，对渗透和温度变化敏感的结构得以保留（见文章“高压冷冻基础介绍”）。要观察诸如细胞器、细胞膜、乳胶或液体的表面界面等结构，冷冻断裂是唯一的方法。通过刀片（或类似物）或释放弹簧负载的外力来破开冷冻样本，并沿着最小阻力线断裂样本。图2：冷冻断裂（来源：http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Lipids/Membrane_Fluidity） 水的升华与凝结 – 冷冻蚀刻与污染要暴露冷冻断裂面，需要把冰去除。这就需要通过把断裂面的冰升华去除以保存样品的结构。升华的过程是冰不经过液态过程直接转化为气态。而液态过程会导致样品体积和结构的破坏。图3：ES，细胞外表面；PF，细胞膜冷冻断裂面；EF，细胞膜外层冷冻断裂面；FS，细胞膜内表面；Cyt，细胞质水的升华/冷凝过程取决于特定温度下的饱和压力，以及水或冰在室内的有效水分压。注意：良好的真空度会降低水分压。例如：温度为-120℃的冰或冰冻样本饱和压力约为10-7 mbar。如果样品室内达到这个压力，则冷凝和蒸发处于平衡状态。蒸发的分子数量等于冷凝的分子数量。在更高压力下，冷凝速度要快于升华速度 – 因此冰晶会在样本表面上生长。必须采取一切手段来避免这种情况。样本上方一个较冷（比样本更冷）的冷阱会降低局部压力，从而起到了冷凝阱的作用。从样本中带出的水分子优先附着在较冷的表面上。在低于饱和压力的压力下，更多的分子升华而不是冷凝，同时会发生冷冻蚀刻。执行冷冻蚀刻直到样本完全无冰，这一过程称为冷冻干燥。仅适用于合理时间内执行的小样本。该过程分为几个步骤，需要从大约-120℃加热到-60℃，同时在每个步骤上使温度保持一定时间。该过程需要几天的时间来完成。图4：饱和蒸汽压力（感谢Umrath 1982提供的图片）样本温度低于-120℃时，蚀刻速度非常慢，蚀刻持续时间会增加到不切实际的程度。如果真空室的压力固定，则可以通过提高样本温度来提高蚀刻速度。对于生物样本，要特别小心温度高于-90℃。蚀刻速度会大幅提高。另外，要注意玻璃态冰中形成六边形冰晶从而导致脱水伪像。纯水的理论升华速度会降低，因为：• 样本深处的水升华速度比表面的水更慢。• 盐和大分子溶剂会降低升华速度。• 生物样本中大量存在的结合水会降低升华速度。通过冷冻断裂生成图像冷冻断裂和冷冻蚀刻技术往往采用高真空精细镀膜技术，将超细腻重金属和碳薄膜沉积于断裂表面。冷冻断裂样本在一定角度下用金属覆盖，然后在碳背衬膜（徕卡EM ACE600冷冻断裂或徕卡EM ACE900与徕卡EM VCT500）上生成复型进行TEM成像或在SEM的试块面上进行成像。对于这两种方法，冷冻断裂表面经过一定的蚀刻时间后以相同的方式进行镀膜。首先在一定角度下进行一层薄的（2-7nm）重金属镀膜，以形成地形对比度（阴影）。其次再针对重金属薄膜，在90°下进行一层厚的碳层（15-20nm）镀膜，以稳定超薄电子束蒸发。此时的蚀刻处理会停止。要对极小的结构进行成像，需要在极低的角度（2–8°）镀膜重金属并在镀膜期间旋转样本。这样可增加细丝状及其它细小结构的对比度。此项技术又称为小角度旋转投影。蒸镀重金属薄膜需要采用电子束蒸发镀膜技术。这种镀膜技术可实现精细定向沉积。碳的支撑层稳定了未被金属覆盖的结构。随着温度的升高，这些结构会改变它们的轮廓，样本不会完全导电，复型也不会粘在一起。冷冻断裂酵母的单向投影图5：低温SEM，BSE（背散射电子）图像。Walther P, Wehrli E, Hermann R, Müller M.（1995）双层镀膜获取高分辨率低温SEM。J Microsc. 179, 229-237。图6：复型，TEM图像（感谢Electronmicroscopy ETH Zürich提供图片）。Walther P, Wehrli E, Hermann R, Müller M.（1995）双层镀膜获取高分辨率低温SEM。J Microsc. 179, 229-237。图7：徕卡高压冷冻，真空冷冻传输至冷冻断裂系统中，利用电子束发射枪和旋转样本底座来进行冷冻蚀刻和低温镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温SEM。油/水基样品，–100℃（升华）3分钟暴露油脂结构。图8：徕卡高压冷冻，真空冷冻传输至冷冻断裂系统中，利用电子束发射枪和旋转样本底座来进行冷冻蚀刻和低温镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温SEM。原生生物游仆虫混合培养的羽纹硅藻。感谢英国波特斯巴NIBSC的Roland Fleck博士提供图片图9：徕卡冷冻断裂系统及徕卡真空冷冻传输至低温SEM的HPF、冷冻断裂、冷冻蚀刻和低温镀膜。油/水基乳液破裂，露出洋葱状薄片结构，形成液滴。感谢汉堡拜尔斯多夫Stefan Wiesner博士提供的图片。图10：TEM中的酵母细胞复型。经徕卡高压冷冻和徕卡冷冻断裂复型制备。感谢Elektronenmikroskopie ETH Zürich提供的图片。图11：大麦叶上的真菌。安装于徕卡冷冻断裂仪样本台上，并通过冷却样本台在液氮下进行冷冻。徕卡冷冻断裂仪对样品进行部分冷冻干燥（在更高的样本温度下冷冻干燥）。使用钨镀膜。徕卡真空冷冻传输至低温FESEM 5keV。相关产品徕卡EM ACE900 高端EM样本制备冷冻断裂系统徕卡EM VCT500了解更多：徕卡官网

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合1kN气动拉伸夹具，根据《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》，进行了玻璃纤维机织物拉伸试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长的试验。 关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 玻璃纤维 拉伸试验玻璃纤维布(Glass Fiber) 是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，绝缘层压板以及印刷电路等各个领域。玻璃纤维布的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。经纬密度又由纱结构和织纹决定。经纬密度加上纱结构，就决定了玻璃纤维布的物理性质。本应用介绍了使用电子万能材料试验机进行玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长试验。鲲鹏电子万能材料试验机配备的气动拉伸夹具，有以下几个特点：首先，夹面采用专用高分子夹面，平整度好，可以避免夹伤试样，避免拉伸过程中出现夹持部位断裂的情况；其次，气动控制可以提供适当且恒定的夹持力，避免拉伸过程中出现滑移的情况；另外，夹具设有对中标识，可以辅助夹持试样，保证夹持后试样的垂直度，避免拉伸过程中出现左右两边受力不均匀的情况。 除夹具外，试验机主机的高精度以及超过1000HZ的采集频率，可以完整的拉伸过程中的所有特征数据，准确识别试样拉伸断裂点，确保给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。本篇报告参照《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》进行试验，标准要求如下： 1.样品要求：Ⅱ型试样、试样宽度25mm、有效长度100mm 2.夹持距离：100mm±1mm 3.拉伸速度：50mm/min±3mm/min 1. 实验部分 1.1仪器与夹具 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1kN气动拉伸夹具 90°剥离夹具 Smartest软件 1.2分析条件 试验温度：室温23℃左右 载荷传感器：1kN（0.5级） 加载试验速率：50mm/min 图1 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1.3样品及处理本次试验，选取6组国内主流的不同种类的玻璃纤维布，统一切割成GB Ⅱ型试样，宽度约为25mm的长条试样，每组样品分经向和纬向。 2.试验介绍使用BOYI 2025-001电子万能试验机进行试验，设定夹具间距为100mm，将样品分别夹持在上下夹具中，以50mm/min的速率进行试验。测量拉伸过程中的力值以及位移数据，拉伸试样至断裂，记录最终断裂强力及断裂伸长(GB要求精确至1mm)，取拉伸过程中第一组纱断裂时的最大强力作为拉伸断裂强力，根据数据计算得出结果，并生成拉伸曲线。图2 测试系统图（主机、夹具） 3.结果与结论 3.1第一组玻璃纤维布试验结果 3.2第二组玻璃纤维布试验结果 3.3第三组玻璃纤维布试验结果 3.4第四组玻璃纤维布试验结果 3.5第五组玻璃纤维布试验结果 3.6第六组玻璃纤维布试验结果 从上上述数据以及断裂后试样状态可以看出，整个测试过程中，拉伸试样夹持良好，断裂部位均在试样中部，满足GB要求(断裂点距离夹口10mm以上)，两个方向各5个试样结果平均值非常接近，曲线重合度再现性良好，无较低异常测试值，满足GB要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论 综上所述，鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机、1kN气动拉伸夹具，可以完全满足GB/T 7689.5-2013 增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得玻璃纤维布各项力学数据，且稳定可靠，这对于玻璃纤维布以及绝缘电路板材、印刷电路板的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

p style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/2c60f328-22d8-4bcf-a54b-c65a992a7d3b.jpg" title="微信截图_20191204165400.png" alt="微信截图_20191204165400.png"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 20px "strong第二十届全国疲劳与断裂学术会议br//strong/span/pp style="text-align: center "span style="font-size: 20px "strong第二轮通知/strong/span/pp　　各有关单位及个人：/pp　　疲劳与断裂是服役结构的主要破坏形式。有关数据表明，疲劳、断裂与磨损每年带来的损失约相当于国民经济总产值的4%。因此，世界各国都十分重视疲劳断裂机理及其预防措施的研究。疲劳断裂的研究与应用涉及航空航天、交通运输、建筑建材、冶金矿产、石油化工和交通运输等重要行业和关键领域。为解决材料与结构的安全评价和寿命预测问题，推动我国疲劳断裂领域的理论研究和技术应用，服务国家经济建设和社会发展，加强该领域专家学者交流、研讨与合作，“第二十届全国疲劳与断裂学术会议”将于2020年5月8-11日在重庆保利花园皇冠假日酒店召开。/pp　　全国疲劳与断裂学术会议始于1977年召开的“中国金属学会断裂学科讨论会”和1982年召开的“全国疲劳学术大会”，在各自举行八届以后，1998年合并举办“第九届全国疲劳与断裂学术会议”。此后每两年举办一届，由中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会六学会轮流主办。现将相关事宜通知如下：/pp　strong　一、组织机构/strong/pp　　strong主办单位 /strong：中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会/pp　　strong承办单位 /strong：中国航空学会失效分析分会、中国航空学会结构与强度分会、中国航空学会材料工程分会、中国航发北京航空材料研究院/pp　　strong二、大会组委会：/strong/pp　　strong大会顾问/strong：李鹤林、陈学东、张统一、杨卫、柯伟、钟群鹏、曹春晓、魏悦广/pp　　strong大会主席/strong：林左鸣/pp　　strong副主席/strong：王彬文、冯西桥、刘昌奎、李晓刚、张跃、姚俊臣、涂善东、韩恩厚/pp　　strong学术委员会/strong/pp　　主任：陶春虎/pp　　副主任：王清远、李劲、张哲峰、赵明皞、索涛、董瀚/pp　　委 员：于哲峰、马玉娥、王建山、韦剑飞、古远兴、冯雪、乔利杰、仲政、刘昌奎、刘建华、刘智勇、孙军、苏彬、杜楠、李小武、李玉龙、李振环、李博、李喜德、吴圣川、吴林志、吴欣强、何玉怀、何国球、沈星、张广平、张乐福、张显程、陈长风、范学领、罗光敏、单智伟、施惠基、洪友士、栗付平、高存法、高效伟、陶春虎、曹文泉、康国政、董登科、惠卫军、舒平、谢里阳、鲍蕊、翟同广/pp　　strong组织委员会/strong/pp　　主任：姚俊臣/pp　　副主任：王生楠、左晓卫、刘昌奎、余策、汤亚南、杜翠薇、尚成嘉、庞建超/pp　　委员：丁波、于宏丽、弓云昭、王清远、叶笃毅、 安向阳、吉林康、朱知寿、刘礼华、刘新灵、何玉怀、张小红、张雷、张福成、陈立佳、尚德广、金海波、周冬冬、胡军、段慧玲、黄玮、常 伟、程学群、曾德长、靳婉平/pp　　strong注：以上均按姓氏笔画排序/strong/pp　strong　三、会议地点/strong/pp　　重庆市保利花园皇冠假日酒店/pp　strong　四、会议时间/strong/pp　　2020年5月8-11日/pp　　strong五、本届会议的论文征集范围/strong/pp　　1. 疲劳与断裂力学 /pp　　2. 疲劳与断裂微观机制 /pp　　3. 复杂环境下的材料损伤失效分析 /pp　　4. 典型材料与结构的破坏理论研究 /pp　　5. 重大装备的疲劳与断裂工程应用 /pp　　6. 关键行业的疲劳与断裂工程应用 /pp　　7. 材料与结构疲劳断裂的测试表征。/pp　　凡与疲劳和断裂领域相关的研究成果、学术观点、工程经验、应用范例、技术设想及建议等均可以论文应征。应征论文必须论点鲜明、论据充分、数据可靠，计量单位参照《中华人民共和国法定计量单位》中的有关规定。论文内容的保密性由论文作者自行负责，如有必要，须经作者所在单位审核。/pp　　论文摘要请通过会议网站(http://www.ncff2020.com/) 的投稿系统提交，摘要字数限制在1000字以内，摘要提交日期为2019年9月1日-12月30日。通过论文摘要审核的作者将收到组委会发出的录用通知，全文接收的截止日期为2020年2月15日。会议将提供摘要集，供与会者交流。欢迎全国从事相关领域研究和应用的的专家学者、科研人员、工程技术人员、高校师生踊跃投稿，欢迎全国从事相关领域的高等院校、科研院所、企事业单位踊跃参会。/pp　strong　六、重要时间/strong/pp　　摘要接收截止：2019年12月30日/pp　　全文截止时间：2020年2月15日/pp　　提前注册时间：2020年3月31日/pp　　会议报到时间：2020年5月8日/pp　　strong七、注册费用/strong/pp　　1.2020年3月31日前注册交费/pp　　正式代表1600元/人，学生1200元/人。/pp　　2.2020年3月31日后注册交费/pp　　正式代表1800元/人，学生1400元/人。/pp　　参会专家学者食宿统一安排，费用自理。/pp　　strong八、联系方式/strong/pp　　王小玉 010-62496955 sxfx621@163.com/pp　　常 伟 010-62497450/pp　　安向阳 010-84924386 anxy@csaa.org.cn/ppbr/img style="float:right " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/b822e6e4-fcfb-42fd-b7b8-eae6275fcf0f.jpg" title="微信截图_20191204165400.png" alt="微信截图_20191204165400.png"//ppbr//ppbr//ppbr//ppbr//ppbr//ppbr//ppbr//ppbr//pp　　/ppbr//p

p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong仪器信息网讯/strong 2020年8月19日，“第二十届全国疲劳与断裂学术会议”在重庆保利花园皇冠假日酒店盛大开幕。本届会议由中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会主办，中国航空学会失效分析分会、中国航空学会结构与强度分会、中国航空学会材料工程分会、中国航发北京航空材料研究院承办。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会议作为我国疲劳断裂领域交流、研讨与合作的平台，吸引了130余家单位423人报名参会，共计收到340篇摘要，此外，会议也得到了40余家厂商的大力支持。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/f8af3fe5-1829-4bd3-bfc1-5268dd13d335.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong大会现场/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "19日上午，大会进行开幕式和主会场报告。大会开幕式由大会副主席、中国航发北京航空材料研究院检测中心副主任刘昌奎研究员主持，中国航空学会秘书长姚俊臣为大会致辞。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/29eb9c10-e3df-431d-b34e-f68fe048c462.jpg" title="刘昌奎.png" alt="刘昌奎.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong大会副主席、中国航发北京航空材料研究院检测中心副主任刘昌奎研究员主持开幕式/strong/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/84a38039-f2f2-4d6d-a239-6ee0021a1be7.jpg" title="姚.png" alt="姚.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中国航空学会秘书长姚俊臣致辞/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "开幕式后，中国科学院院士、飞机寿命与结构可靠性专家闫楚良；北京航空材料研究院研究员吴学仁；清华大学工程力学系长江学者、特聘教授冯西桥；中国科学院金属研究所研究员张哲峰；中国飞机强度研究所所长、科技委主任王彬文；华东理工大学教授张显程；中国航发航材院发动机材料力学行为研究中心研究员于慧臣；北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心教授刘智勇；法国TRANSVALOR（传威科技）公司总经理雷迅依次带来了精彩的报告。大会报告环节由大会学术委员会主任、中国航发北京航空材料研究院专务陶春虎研究员和刘昌奎研究员担任主持。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/87c53149-6ed9-4f81-86e4-23df57b407a9.jpg" title="陶春虎.png" alt="陶春虎.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong大会学术委员会主任、中国航发北京航空材料研究院专务陶春虎研究员主持大会报告/strong/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/e8eb82f9-7661-4bd9-bf10-b9fdafc9cd7d.jpg" title="闫楚良.png" alt="闫楚良.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong闫楚良院士作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《飞机定寿、延寿和保障飞行安全的关键技术与技术途径》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "闫楚良院士从飞机寿命可靠性评定原理、载荷谱飞行实测、全尺寸疲劳试验、单机寿命智能监控等四方面进行了讲述。闫楚良院在报告中提到，随着泛在物联网建设的快速推进，相关技术的进步给飞行器测量技术带来了机遇，智能量测系统将会承载更多的泛在物联网技术，这也给智能单机寿命监控的创新发展提出了新的挑战。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/5e1a06ce-8488-46c7-93d9-c42f91db8797.jpg" title="吴学仁.png" alt="吴学仁.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中国航发北京航空材料研究院吴学仁研究员作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《断裂力学的权函数理论与应用——现状与展望》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "权函数法是具有独特优势的裂纹体断裂力学分析计算得强大工具。吴学仁研究员在报告中简要总结了国际断裂界几十年来权函数的主要研究应用工作，并对三种广泛工程应用的解析权函数法做了深入和公正的评价比较。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0b2aa52a-115d-41fe-b0d5-5a0a9e3dbcb7.jpg" title="冯西桥.png" alt="冯西桥.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong清华大学冯西桥教授作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《生物材料的强韧化机制与模型》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "冯西桥教授介绍了生物材料强韧化的主要特点，珍珠母的强韧化机制，生物纤维复合材料的强韧性与超弹性机制以及胚胎发育中的断裂力学问题等内容。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 540px height: 360px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/29692c8d-1674-4a37-b201-4cd1cd04f036.jpg" title="张哲峰.png" alt="张哲峰.png" width="540" height="360" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中科院金属研究所张哲峰研究员作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《金属材料疲劳性能预测与优化探索》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "张哲峰研究员在报告中介绍了金属材料的关键力学性能，如静态性能、疲劳性能，金属材料强度与塑性制约关系等，并提出了如何预测和提高金属材料的疲劳强度等关键科学问题。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c87afb7d-9aa8-4a3e-810b-1dd4dcf28119.jpg" title="王彬文.png" alt="王彬文.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中国飞机强度研究所王彬文研究员作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《航空疲劳技术进展与挑战》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "王彬文研究员从航空疲劳的背景与演进、规范与标准、体系与进展、挑战与方向等方面进行报告。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/881034cf-76ee-4910-9933-75bc8ee1d4e5.jpg" title="张显程.png" alt="张显程.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong华东理工大学张显程教授作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《面向十四五的机械结构强度学——从可靠性设计到可靠性制造》/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "张显程教授在报告中讲到几个研究前沿问题：基于材料微观结构调控的机械结构寿命保障；极端严苛环境下结构性能测试与评定方法；基于微观损伤、残余应力与变形调控的可靠性制造方法；机械结构运维智能监控与寿命管理。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0816e7eb-1ffc-4e6d-a887-89c319e0c10d.jpg" title="于慧臣.png" alt="于慧臣.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中国航发北京航空材料研究院于慧臣研究员作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《增材制造钛合金疲劳行为研究现状及航材院相关研究工作》/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "于慧臣研究员在报告中讲述了钛合金疲劳行为研究研究背景、研究现状与趋势，并介绍了航材院的相关研究工作。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/70ef1df5-8922-4403-bfab-dbe1d6612d3c.jpg" title="刘智勇.png" alt="刘智勇.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong北京科技大学刘智勇教授作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《高强海工钢腐蚀疲劳微观机制与耐腐蚀钢开发》/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "刘智勇教授讲到，CF萌生和拓展过程均受到局部位错增殖及其电化学效应控制，即AD与HE机制混合控制。耐EAC钢的设计要同时注重成分和组织调控。对于薄壁体系用钢，应着重抑制AD的作用进行设计；对于厚壁体系用钢，应同时加强对AD和HE作用的抑制进行设计。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0dacabb2-c846-46a0-88d2-ad4e0b255c25.jpg" title="雷迅.png" alt="雷迅.png" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong法国传威科技雷迅总经理作大会报告/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：《材料研发中疲劳断裂的分析仿真平台》/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据了解，全国疲劳与断裂学术会议始于1977年召开的“中国金属学会断裂学科讨论会”和1982年召开的“全国疲劳学术大会”，在各自举行八届以后，1998年合并举办“第九届全国疲劳与断裂学术会议”。此后每两年举办一届，由中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会六学会轮流主办。8月19日晚，将进行会议交接仪式。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "本次会议为期2天，8月20日，还将同期举办“疲劳与断裂力学分会场”、“疲劳与断裂微观行为分会场”、“关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场”、“典型材料与结构的破坏理论研究分会场”、“材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场”、“复杂环境下的材料损伤失效分析分会场”、“重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场”等七个分会场。/pp style="text-align: center text-indent: 0em " /p

由中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会六学会轮流主办的第十二届疲劳与断裂大会，于2020年8月18-20日，在重庆保利皇冠假日酒店成功举办。 会议作为我国疲劳断裂领域交流、研讨与合作的平台，吸引了130余家单位423人报名参会，共计收到340篇摘要，此外，会议也得到了40余家厂商的大力支持。

由中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会、中国金属学会、 中国力学学会、中国腐蚀与防护学会等多家组织联合主办的“第十八届全国疲劳与断裂学术会议”将于2016年4月15-17日在河南省郑州市光华大酒店召开。 该会议是国内疲劳与断裂领域最权威，规格最高的学术交流会议，旨在提供一个广泛的学术与技术交流平台，活跃学术氛围，促进学科交流，推动我国疲劳与断裂研究领域学术与应用技术的发展与进步。 会议主题： 疲劳与断裂力学 疲劳与断裂物理 复杂环境下的材料失效与破坏 典型材料与结构的破坏理论研究 重大装备的疲劳与断裂工程应用 航空航天中的疲劳与断裂工程应用 疲劳与断裂理论的其他典型工程应用 长春机械科学研究院作为目前中国工程试验设备领域、规模最大，最具竞争力和影响力的科研院所企业应邀参加此次盛会。并将在现场展示静压支撑伺服油缸、原位仪、高温引伸计、传感器等我院在工程试验领域新产品。 我院副总工程师，国内动态疲劳试验设备领域著名专家张泳将在专题研讨会上介绍当前国内外疲劳试验领域先进技术及发展方向，并与与会专家学者探讨疲劳试验过程中遇到的问题以及解决方案。 全国疲劳与断裂学术会议每两年举办一届，由中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会六学会轮流主办。“第十八届全国疲劳与断裂学术会议”由中国机械工程学会和郑州大学承办。 断裂与疲劳是结构的主要破坏形式，有关数据表明，断裂、疲劳与磨损每年带来的破坏约相当于国民经济总产值的4％。因此，世界各国都十分重视断裂破坏机理的研究、破坏和失效的防范。疲劳断裂的研究与应用领域涉及航空、航天、船舶、机械、土木、建筑、水利工程、微电子、生物医疗器械、交通运输等各个领域。我国正处在快速发展阶段，高楼大厦拔地而起，高速铁路日新月异，重大工程项目不断启动；与此同时，地震、山体滑坡、桥梁和建筑坍塌、压力容器和管道破裂等自然灾害和人为事故时有发生，给科研工作者提出了极大的挑战。 大会顾问(按姓氏拼音为序)： 陈学东、方岱宁、甘晓华、洪及鄙、洪友士、柯伟、李鹤林、李应红、王中光、杨卫、余寿文、钟群鹏、张统一 大会主席： 赵振业 大会副主席(按姓氏拼音为序)： 冯西桥、韩恩厚、李晓刚、陶春虎、涂善东、赵明皞、张跃 学术委员会主任(按姓氏拼音为序)： 方岱宁、洪友士 学术委员会副主任(按姓氏拼音为序)： 乔利杰、尚成嘉、王铁军、蔚夺魁、张哲峰 学术委员会委员(按姓氏拼音为序)： 白秉哲、蔡力勋、陈 旭、陈跃良、高存法、高玉魁、亢一澜、何国球、洪友士、黄培彦、惠卫军、康国政、李小武、李晓延、李秀程、李玉龙、李振环、吕乐丰、施惠基、宋迎东、苏彬、孙军、王清远、王 翔、魏悦广、 吴林志、谢里阳、许金泉、徐友良、杨晓光、杨旭、于慧臣、曾德长、张广平、张立新、张嘉振、张克实、张俊乾、仲政、庄茁 更多相关内容，敬请持续关注长春机械院官方网站及官网微信平台 【会议时间】2016年4月15-17日 【会议地址】河南省郑州市光华大酒店 【咨询电话】400-965-1118 【现场联系】金祥彬 13604366632

第二十一届全国疲劳与断裂学术会议 第一轮通知各有关单位及个人： “第二十一届全国疲劳与断裂学术会议”将于 2022 年 8 月下旬在山东省青岛市召开。疲劳与断裂是材料服役的主要失效形式。疲劳与断裂的研究涉及材料研发、机械制造、现代交通、基础设施建设、石油化工和航空航天等重要行业和关键领域。 全国疲劳与断裂学术会议始于 1977 年召开的“中国金属学会断裂学科讨论会”和 1982 年召开的“全国疲劳学术大会”，在各自举办八届以后，1998 年合并举办“第九届全国疲劳与断裂学术会议”。此后每两年举办一届，由中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会六家学会轮流主办。 全国疲劳与断裂学术会议为解决材料与结构的安全设计、评价和寿命预测问题，推动我国材料疲劳与断裂领域的理论研究和技术应用提供了良好的学术交流平台，欢迎相关科技人员积极投稿并参会。现将相关事宜通知如下： 一、组织机构 主办单位 ：中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会 承办单位 ：中国金属学会材料科学分会 大会顾问：刘正义 李鹤林 杨 卫 张统一 陈学东 陈祥宝 赵振业柯 伟 翁宇庆 郭万林 涂善东 曹春晓 魏悦广 大会主席：张 跃 副主席：冯西桥 刘昌奎 孙 军 李晓刚 韩恩厚 学术委员会 主 任：尚成嘉 副主任：王清远 刘智勇 张哲峰 赵明皞 陶春虎 董 瀚 委 员：于培师 马显锋 王 宠 王建山 王晓钢 王清远 卢 鹉吉玲康 巩秀芳 有移亮 朱明亮 朱顺鹏 乔利杰 仲 政任学冲 刘礼华 孙成奇 苏 彬 李小武 李玉龙 李 劲李金许 李振环 李 博 杨志南 轩福贞 吴圣川 吴林志吴欣强 何玉怀 张广平 张东方 张显程 张 峥 张 涛张 鹏 张福成 张聪惠 陈长风 陈 刚 陈 旭 降向冬赵子华 施惠基 姜 澜 洪友士 姚卫星 栗付平 钱桂安高存法 高克玮 郭 翔 唐海军 曹文泉 康国政 宿彦京董超芳 惠卫军 曾德长 温建锋 谢里阳 蔡力勋 廖庆亮 组织委员会 主 任：王新江副主任：左晓卫 汤亚南 杜翠薇 余 策 庞建超 赵 晶 委 员：丁 波 于宏丽 王学敏 刘 辉 李学达 杨 帆 邹成路张小红 张艳红 张 雷 林伯阳 罗光敏 周冬冬 段慧玲骆 鸿 魏振伟注：以上均按姓氏笔画排序 二、会议地点 山东省青岛市 三、会议时间 2022 年 8 月下旬 四、征文主题 1. 疲劳与断裂力学； 2. 先进材料疲劳与断裂微观机制； 3. 典型材料与结构的破坏理论研究； 4. 基础零部件用钢的疲劳； 5. 装备全寿命周期损伤失效与寿命预测； 6. 关键行业的疲劳与断裂工程应用； 7. 疲劳-化学耦合失效机理与防控 8. 其他 本次会议接收大摘要投稿，凡与疲劳和断裂领域相关的研究成果、学术观点、工程经验、应用范例、技术设想及建议等均可以投大摘要，字数 1000 字以内（格式详见附件），文字简练、论点鲜明、数据可靠，计量单位参照《中华人民共和国法定计量单位》中的有关规定。论文内容的保密性由论文作者自行负责。 请访问中国金属学会会议系统(http://hy.csm.org.cn)，通过会议查询找到本会议网站提交摘要。摘要提交截止日期为 2022年 4 月 30 日。会议将提供摘要集，供与会者交流。 五、联系方式 罗光敏 010-65133925 15011512686 丁 波 010-65133925 13911128844 李东迟 010-65126576 18610877620 刘 辉 13671329595 会议网址：http://hy.csm.org.cn?mid=520&sid=1949 会议网站二维码中国金属学会2021年12月15日第二十一届全国疲劳与断裂学术会议第一轮通知.pdf

可以利用维氏硬度压痕裂纹计算材料的断裂韧度，尤其适合表征硬脆材料的断裂性能。学者提出了很多半经验半定量的关系式。裂纹主要有巴氏（Palmqvist或径向）和中位（Median）裂纹两种形式，有些公式适用于特定的裂纹形式，有些公式对两种（Both）裂纹形式都适用。微米硬度实验设备简单，测试方便，分析直接，不仅在工程实践中有广泛应用，也是评估材料断裂韧度的有效工具。断裂韧度作为衡量材料抵抗裂纹扩展能力的力学性能指标通常用临界应力强度因子KⅠC表示，单位为MPam0.5。字母K为应力场强度因子，反映的是裂纹尖端区域应力场强弱；字母C指的是裂纹扩展的临界情况；下标罗马数字Ⅰ是指裂纹扩展形式为张开型，脆性材料的裂纹扩展类型为Ⅰ型。测量材料KⅠC的方法主要有：山形切口梁法(C. N. B)、单边预裂梁法(S. E. P. B)、表面弯曲裂纹法(S. C. F)、单边切口梁法(S. E. N. B)、单边V形切口梁法(S. E. V. N. B)、短V形切口杆法(S. R)、双扭法(D. T)、双悬臂梁法(D. C. B)、微米划痕法、纳米压痕法和维氏压痕法等。S. R、D. C. B和S. E. P. B法的测试试样难生产、成本高，难以广泛使用；S. E. N. B、S. E. V. N. B和C. N. B法加工试样缺口较困难；D. T法试件的几何尺寸会对测量值产生影响；S. C. F法必须要去除足够深度的表面层来消除残余应力场，才能保证KⅠC不被高估；微米划痕法需要考虑压头的磨损以确保测试结果的准确性；而压痕法具有制备试样简单、测试效率高、以及综合成本低等优点，已被广泛应用于表征陶瓷材料、硬质合金和玻璃材料的断裂韧度。虽然基于Griffith-Irwin平衡断裂力学的压痕法可以反映材料断裂的特征，有效表征材料的断裂韧度，但是使用压痕法确定KⅠC仍然存在不足，依然有争论，比如：诸多半经验半定量的公式在实际应用中受到裂纹模式(径向，中位，横向等)多样复杂的影响，计算的KⅠC结果不可靠；不适用于低泊松比的材料。如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式和载荷，是当前利用压痕裂纹法表征材料断裂韧度亟需解决的问题。各种依据维氏硬度压痕裂纹长度计算断裂韧度的表达式列于表1，对于不同的裂纹模式有不同的表达式。裂纹主要有两种类型，见图1：一种是基于半椭圆型的中位裂纹(Median crack)；另一种是基于半月状的巴氏裂纹(Palmqvist crack)或径向裂纹(Radial crack)。可以基于曲线拟合的方法得到同时适用于两种(Both)裂纹模式的表达式。典型硬脆材料的压痕裂纹见图2，需要测量压痕的接触半径a和裂纹长度c，可以计算得到l=c-a。维氏硬度HV可以由载荷F除以残余压痕面积AV得到：式中，AV考虑了压痕的倾斜表面(sin68°可以由压头形状获得)，而不是压痕的投影面积；d (= 2a) 是压痕两个对角线长度的平均值；当F和d的单位分别是mN和μm时，维氏硬度的单位是GPa。值得注意的是工程上使用的维氏硬度没有单位，而且相关标准里面也没有单位，这不利于各种测试方法的比较，无法有效服务于科学研究。可见，即使维氏硬度如此基础、简单、成熟，仍然有待进一步发展。由于仪器化压入的兴起，压入硬度HIT是根据投影面积定义，并且努氏硬度HK也是根据投影面积计算，传统的维氏硬度HV可以通过投影面积转换成梅氏硬度(Meyer hardness)HMV(=2F/d2), 便于各种硬度之间的比较。表1中的维氏硬度HV也可以转换成HMV。表 1 利用维氏硬度HV计算材料的断裂韧度Kc[1]注: ϕ = 3, β2 = 0.059[15], Φ = -1.59-0.34ξ-2.02ξ2+11.23ξ3-24.97ξ4+16.32ξ5, ξ = lg(c/a). E是材料的弹性模量. Hv可以在每个载荷下多次测量取平均值，作为某一载荷下的Hv.图 1 维氏硬度压痕裂纹模式示意图图 2 典型硬脆材料的维氏硬度压痕裂纹[1, 15, 16]作者简介刘明，福州大学机械工程及自动化学院教授，全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组（SAC/TC183/SC4/WG1）委员，ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院本科、硕士，2012年12月获肯塔基大学（美国）材料科学与工程专业博士学位，法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后，华盛顿州立大学（美国）博士后。2015年4月入职福州大学机械工程及自动化学院机械设计系力学教研室，获评福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才，主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱：mingliu@fzu.edu.cn QQ：290716672 微信：hasanzhong参考文献[1] M. Liu, D. Hou, Y. Wang, G. Lakshminarayana, Micromechanical properties of Dy3+ ion-doped (Lu Y1-x)3Al5O12 (x = 0, 1/3, 1/2) single crystals by indentation and scratch tests, Ceramics International, 49 (2023) 4482-4504.[2] K. Niihara, A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 2 (1983) 221-223.[3] Z. Laiqi, H. Yongan, H. Lei, L. Jun-pin, Determination of empirical equation of fracture toughness for Mo5SiB2 alloy by indentation method, Trans. Mater. Heat Treat., 38 (2017) 178-183.[4] M. Laugier, New formula for indentation toughness in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 6 (1987) 355-356.[5] D. Shetty, I. Wright, P. Mincer, A. Clauer, Indentation fracture of WC-Co cermets, J. Mater. Sci., 20 (1985) 1873-1882.[6] B.R. Lawn, M. Swain, Microfracture beneath point indentations in brittle solids, J. Mater. Sci., 10 (1975) 113-122.[7] K. Tanaka, Elastic/plastic indentation hardness and indentation fracture toughness: the inclusion core model, J. Mater. Sci., 22 (1987) 1501-1508.[8] B.R. Lawn, E.R. Fuller, Equilibrium penny-like cracks in indentation fracture, J. Mater. Sci., 10 (1975) 2016-2024.[9] A.G. EVans, E.A. Charles, Fracture toughness determinations by indentation, J. Am. Ceram. Soc., 59 (1976) 371-372.[10] K. Niihara, R. Morena, D. Hasselman, Evaluation of KIc of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 13-16.[11] G. Anstis, P. Chantikul, B.R. Lawn, D. Marshall, A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, direct crack measurements, J. Am. Ceram. Soc., 64 (1981) 533-538.[12] C. Terzioglu, Investigation of some physical properties of Gd added Bi-2223 superconductors, J. Alloys Compd., 509 (2011) 87-93.[13] J. Lankford, Indentation microfracture in the Palmqvist crack regime: implications for fracture toughness evaluation by the indentation method, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 493-495.[14] J.E. Blendell, The origins of internal stresses in polycrystalline Al2O3 and their effects on mechanical properties, Massachusetts Institute of Technology, 1979, pp. 1-47.[15] M. Liu, Z. Xu, R. Fu, Micromechanical and microstructure characterization of BaO-Sm2O3–5TiO2 ceramic with addition of Al2O3, Ceramics International, 48 (2022) 992-1005.[16] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.

p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong仪器信息网讯/strong 2020年8月19日，“第二十届全国疲劳与断裂学术会议”在重庆a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200819/557139.shtml" target="_self" style="color: rgb(0, 32, 96) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 32, 96) "盛大开幕/span/a。大会为期两天，吸引了130多家单位，近500人参会。会议旨在解决材料与结构的安全评价和寿命预测问题，推动我国疲劳断裂领域的理论研究和技术应用，服务国家经济建设和社会发展，加强该领域专家学者交流、研讨与合作。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9f5bde05-398b-47e7-b9d3-a6ec74d35f6e.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong大会现场/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "8月20日，安排七个分会场同时进行交流，分别有“疲劳与断裂力学分会场”、“疲劳与断裂微观行为分会场”、“关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场”、“典型材料与结构的破坏理论研究分会场”、“材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场”、“复杂环境下的材料损伤失效分析分会场”、“重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场”等。七个分会场共设有119个报告，其中有25位专家、学者作为特邀报告人分别带来了精彩的报告。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "清华大学工程力学系长江学者、特聘教授冯西桥；中国科学院金属研究所研究员张哲峰；华东理工大学教授张显程；北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心首席科学家、中国金属学会外事工作委员会副主任尚成嘉；北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心教授刘智勇；大会副主席、中国航发北京航空材料研究院检测中心副主任刘昌奎；北京航空航天大学航空科学与工程学院常务副院长鲍蕊分别担任分会场主席。/pp style="text-align: center text-indent: 0em " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a029432b-eea0-4f50-b760-d61ae2ec6e7a.jpg" title="疲劳与断裂力学分会场.jpg" alt="疲劳与断裂力学分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "疲劳与断裂力学分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/fab1365e-bcf3-4d39-83ab-5ff7e65f4e1f.jpg" title="疲劳与断裂微观行为分会场.jpg" alt="疲劳与断裂微观行为分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "疲劳与断裂微观行为分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/64d45341-4fc9-47fb-af62-fbbed4ab0c49.jpg" title="关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场.jpg" alt="关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/d0b51a25-5ae6-4444-bced-43f5755d52ed.jpg" title="典型材料与结构的破坏理论研究分会场.jpg" alt="典型材料与结构的破坏理论研究分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "典型材料与结构的破坏理论研究分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a0953d07-ae8e-4e2d-813b-8c8a369fd61c.jpg" title="材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场.jpg" alt="材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " /span/strongstrongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b8fe47fe-6ee7-4dd8-9379-2e610f8ec9c8.jpg" title="复杂环境下的材料损伤失效分析分会场.jpg" alt="复杂环境下的材料损伤失效分析分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "复杂环境下的材料损伤失效分析分会场/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3133d872-2f34-41ef-b9fc-b74b640bbc02.jpg" title="重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场.jpg" alt="重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: justify text-indent: 32px "重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "全国疲劳与断裂学术会议每两年举办一届，由中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会六学会轮流主办。本届会议由中国航空学会轮值，8月19日晚，学会进行了轮值主办交旗仪式，2022年第二十一届全国疲劳与断裂学术会议将由中国金属学会轮值，并定于山东青岛举行。/pp style="text-align: center " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a33be4d9-625f-47b8-8937-ae6986e12337.jpg" title="会议交接仪式.jpg" alt="会议交接仪式.jpg" width="450" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong中国航空学会学术交流部部长余策（左）和中国金属学会学术交流部部长丁波（右）进行轮值主办交旗仪式/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "本次会议共得到了40余家厂商的大力支持，凯尔测控、朗杰测控、力试科仪、QuantumDesign、MTS、欧兰科技、三思纵横、中机试验等厂商参展。/pp style="text-align: center text-indent: 0em " img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0967cb1a-7631-4ea5-a2ff-531e76e9e27f.jpg" title="未命名_meitu_3.jpg" alt="未命名_meitu_3.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/bafe61aa-08a3-4dfe-bbfb-0cf760200e82.jpg" title="IMG_4131_meitu_1.jpg" alt="IMG_4131_meitu_1.jpg"//pp style="text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c7647e0e-96b0-4726-9139-f804b8655bcf.jpg" title="未命名_meitu_2.jpg" alt="未命名_meitu_2.jpg"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong展商掠影/strongbr//ppbr//p

8月21-24日，由中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会共同举办的第二十一届全国疲劳与断裂学术会议在山东省青岛市黄岛区中铁世博城国际会议中心成功召开。 疲劳与断裂是材料服役的主要失效形式。疲劳与断裂的研究涉及材料研发、机械制造、现代交通、基础设施建设、石油化工和航空航天等重要行业和关键领域。会议不仅邀请多位专业领域的知名专家开展学术报告交流近两年来的学术进展和今后的发展方向，而且邀请多家知名力学相关企业参展，为各参展单位提供了更多交流与合作的机会。 作为知名材料力学检测设备供应商，万测携电液伺服疲劳试验机精彩亮相。该疲劳试验机结构小巧，外形美观，主要用于金属材料、复合材料及零部件、生物骨骼、弹性体的疲劳力学性能试验。可实现拉伸、压缩、弯曲、拉压加载、高周疲劳、低周疲劳等试验；配置相关辅助测量装置亦可实现断裂力学试验。凭借优秀的外观设计和专业的技术水平，受到了参会嘉宾的广泛关注，展位前咨询人群络绎不绝。 万测多年来致力于各种材料的疲劳力学性能检验，旗下拥有多种电子伺服疲劳试验机、电液伺服疲劳试验机，在国防军工、航空航天、高等院校等众多领域为大量客户提供了专业高效的动态疲劳试验解决方案。今后，万测也将继续立足试验机领域，着眼客户需求，持续技术创新，为材料力学的发展贡献出自己的一份力量。

三十四年，对于一个行业而言可能意味着时代的更迭，然而对于连续举办了十七届的全国疲劳与断裂学术会议而言，则代表着它在学术会议上已攀上了新的巅峰。 2014年8月22-24日，在“山水甲天下”的中国桂林，由中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会、中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会联合主办的“第十七届全国疲劳与断裂学术会议 ”隆重举行 ，六百余人如数参加会议，其影响力早已声名远播，成为屹立业界之巅、众人瞩目的一场盛会。三思纵横展会情况（1）三思纵横展会情况（2） 深圳三思纵横科技股份有限公司无可争辩地成为此次会议的最佳赞助商，在主会厅背景板、报到处背景板、论文光盘封面、论文集内页、《腐蚀防护之友》专刊等均能看到三思纵横LOGO展示和广告宣传。不仅如此，三思纵横还在会议前厅处设立了客户洽谈区和设备展示区两个展台，携国家科技部重大科仪专项电液伺服动态疲劳试验机成功助力此次会议，成为动态疲劳行业领域的唯一展出商，其企业发展态势和动态产品的推陈出新获得与会嘉宾们的广泛关注！客户参观电液伺服动态疲劳试验机 三思纵横的动态疲劳试验机的现场展出获得了大量专家学者的关注。来自全国各地一线院校力学专业和质检机构的参会代表们就设备的稳定性和可靠性与技术研发人员进行了充分的交流。他们看到，三思纵横电液伺服动态疲劳系统的关键单元和元件均采用当今国际领先技术制造，整个试验系统的整体性能与国际水平相当，可广泛应用于各类材料、结构件和部件的动态性能、疲劳以及静态力学性能试验。 部分专家表示，疲劳领域依然具有国内很多试验机企业难以攻克的技术难关，三思纵横能大力亮相此次会议，充分说明了对设备的专业水平具备十足的信心，希望三思纵横以技术实力填补动态疲劳产品的产品供应空缺，真正给广大试验机用户带去福音！ 总工程师钱正国和621所副总工程师陶春虎留影 董事长黄志方和中航工业主任何玉怀留影 在董事长黄志方和总工程师钱正国的陪同下，中航工业首席专家、北京621所副总工程师陶春虎和中国航空工业集团北京航空材料研究院的著名教授何玉怀亲临动态疲劳试验机展台现场，亲临动态疲劳试验机展台现场，两位专家通过对金属疲劳试验数据展示的简单分析，对设备性能给予了高度评价。作为此次会议的分会场报告主席，两位专家表示：三思纵横通过此次会议的设备展示，让全国的疲劳学者专家们都了解了国家科技部重大科仪专项动态疲劳试验机的整体情况，并相信在三思纵横的努力研发下定能获得成功。此外，北京航空材料研究院也表示大力支持三思纵横的技术研究和产品推广，希望能够携手共谋未来发展！董事长黄志方作晚宴致辞 黄志方董事长在23号的主宴会厅作了简短扼要的晚宴致辞。他并没有在5分钟的讲话时间里高谈阔论，仅以简短的1分钟讲话，获得了全场人的掌声和认同。他说：三思纵横此次携电液伺服动态疲劳试验机亮相此次会议，承担着国家科技部重大专项的荣耀，也肩负着科技部部长万钢的殷切期待，更有着北京航空材料研究院的全力支持。在今后，我们将一如既往地为中国试验机用户提供更为优质的产品和服务！ 简短的几句话，透露着一个企业家的信心和实力。优秀的产品和企业不仅需要市场的推广和带动，更需要市场的检阅和用户的口碑。在此次会议上，我们相信，电液伺服动态疲劳试验机的亮相足以证明一切，这是三思人不懈前行的信心，更是我们坚定“以质取胜”的信念！大会留影 两天的会议获得圆满成功，三思纵横也在此次会议中对品牌和产品作了一次完美的展现。作为中国领先的材料试验设备和材料试验解决方案的服务商，每一次技术革新都代表着三思纵横在试验机领域的进步和发展，每一次客户的认可和信任都带给三思纵横不断前进和追逐的动力。三思纵横也将不断努力，为用户提供更稳定、更精准、更可靠的试验机产品和服务，打造世界级材料力学性能测试领域的领导品牌！ 三思纵横，从未止步！

仪器信息网讯 由中国力学学会MTS材料试验专业委员会主办、西南交通大学力学与工程学院承办、15个单位协办的2013全国MTS断裂测试学术研讨会于2013年10月17日～19日在西南交通大学犀浦校区举行，来自包括台湾、北京、上海、天津、重庆、广东、浙江、辽宁、云南等17个省、直辖市以及来自美国、法国的79个单位130余名代表出席了会议，其中研究生占15%。　　会议由中国力学学会MTS材料试验专委会副主委、西南交通大学力学与工程学院蔡力勋教授和专委会常务副主委王建国研究员担任主席。开幕式由蔡力勋教授主持，西南交通大学副校长蒲云教授致欢迎辞，西南交通大学力学与工程学院院长康国政教授、书记金建明教授到会祝贺，中国力学学会MTS材料试验专业委员会创始人、北京科技大学教授唐俊武先生和专委会常务副主委王建国研究员以及美特斯系统(中国)股份有限公司总裁陈国瑜先生分别致辞祝贺会议顺利召开。台湾龙华科技大学丁鲲副校长到会祝贺，并代表第三届海峡两岸破坏科学与材料试验学术大会主办单位欢迎大陆材料测试领域专家、学者在2014年10月到台湾参加学术交流。　　本次会议收到来自全国各地大专院校、科研院所、企业代表的多篇学术论文，印刷了《材料的断裂与测试》论文集(会后部分优秀论文将陆续在中文核心期刊《中国测试》上发表)，论文反映了核反应堆、航空、石油化工、高铁等行业安全工程领域的研究成果，大会邀请了包括台湾龙华科技大学丁鲲教授、中国科学院力学所(杭州工业大学)张泰华教授、天津大学千人特聘教授赵玉津先生、中南大学何小元教授等10位学者分别作了反映材料纳米力学、压入力学行为、材料断裂力学、数字图像相关、材料本构关系等方面研究的大会报告，这些报告内容丰富精彩，受到与会代表的热烈欢迎。会议还设了主题为：&ldquo 塑性与断裂I、II&rdquo 和&ldquo 疲劳与破坏&rdquo 的3个分会场，50篇论文作了宣读。会议期间来自六家材料测试技术公司的测试设备为代表作了关于微力疲劳测试、DIC、红外成像测试新技术的现场演示和三学术报告，给代表们留下了深刻印象。　　在会议期间，长安大学副校长沙爱民主委主持召开了中国力学学会MTS材料试验专委会委员会会议，王建国常务副主委介绍了专委会近年的工作，会议对2014年将在台湾龙华科技大学召开的第三届海峡两岸材料破坏/断裂学术会议的大陆筹备工作部分、促进六个地区分会学术活动以及促进材料测试领域青年学术交流等专委会今后工作内容展开了讨论。

仪器信息网讯 为提高广大试验机用户的应用水平，并促进用专家、用户、厂商之间的相互交流，2012年5月16日，在CISILE 2012召开期间，由中国仪器仪表行业协会试验机分会与仪器信息网主办、北京材料分析测试服务联盟与我要测网协办的“第一届中国试验机技术论坛”在中国国际展览中心综合楼二楼204会议室成功举办。　　如下为钢研纳克检测技术有限公司试验机产品经理于兆斌先生所作报告的精彩内容：　　钢研纳克检测技术有限公司试验机产品经理于兆斌先生　　报告题目：动态断裂仪器化冲击技术在材料测试及新品种开发中的应用　　报告伊始，于兆斌先生介绍到，北京纳克分析仪器有限公司是中国钢研集团全资子公司，注册资金6000万人民币，是一家以冶金和材料检测仪器、标准样品的研制和销售为主的专业公司，在2012年1月正式更名为钢研纳克检测技术有限公司。其产品涉及试验机系列、硬度仪系列、金属原位分析仪、火花光谱仪、ICP光谱、碳硫氧氮氢分析仪、飞行时间质谱炉气分析系统、无损检测仪、在线检测系统和标准样品等。　　此外，于兆斌先生还非常自豪地说到，钢研纳克在国内已经设有27个办事处，服务网络几乎遍及全国；钢研纳克作为主要起草单位，已参与制定了8个与试验机相关的标准；十一五期间，钢研纳克取得14项科研成果，获得了14个奖项与11项专利，制修订4项国际标准；此外，钢研纳克在永丰还建立了产业基地，设有仪器化冲击试验机生产车间、光谱调试车间、气体调试车间等。　　目前，钢研纳克公司推出基于光学引伸计的新型微机控制材料试验机，该产品采用CCD动态摄像方式，实现了非接触式实时测量微小形变与全程测量，同时还可测量轴向和横向变形、自动计算材料延伸率等。这台新型微机控制材料试验机完全符合最新拉伸标准GB228-2010，解决了细丝、薄带、脆性等样品试验中形变测量不准确的技术难题。　　接下来，于兆斌先生着重介绍了动态断裂仪器化冲击技术在材料测试及新品种开发中的应用。最后指出，要发展我国重要工程的相关规范，包括动态断裂分析在内的安全评估至关重要。因为普通冲击试验不能反映断裂过程，不能满足工程需要，而仪器化冲击试验机则能够完整地反映试样的断裂过程，如钢研纳克推出的NI系列冲击试验机产品便是可供用户选择的产品之一。　　会议现场

2018年8月15日至17日，第十九届全国疲劳与断裂学术会议在辽宁省沈阳市碧桂园玛丽蒂姆酒店顺利召开。本届会议由中国材料研究学会、中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会和中国机械工程学会共同主办。 三思纵横赞助参会，并在会上作技术发言，与与会代表围绕疲劳与断裂的相关主题进行了广泛而深入的交流。同时展出新型动态疲劳试验机及相关材料试验机，也得到专家的一致认可，多家知名企业向三思纵横的工作人员咨询产品的相关性能。！ 本次会议总计有210个单位765人报名参会，收到355篇摘要，包括6篇大会报告。本次会议共有来自各研究所、高校、重点企事业单位600余位专家学者参加了此次学术会议，围绕疲劳与断裂的相关主题进行了广泛而深入的交流。与会代表围绕材料疲劳损伤微观机制、关键行业重点装备工程应用、先进测试方法等进行了介绍，并就解决材料与结构安全评价和寿命预测等问题展开了广泛深入的研讨。 三思纵横副总经理刘杰先生在会议上分析近年来动态疲劳试验机的技术创新及相关应用，围绕动态疲劳试验机在军工、航空航天、理化检测等相关材料试验应用做了深入探讨。这些年来，三思纵横分别为上海宝钢、沪东造船集团、西北橡胶等许多国内知名的军工单位提供了不同试验需求的动态疲劳试验机，加深了动态疲劳试验机市场应用，为相关企业实现较为理想的经济效益及社会效益做出较大贡献。 疲劳与断裂是一个周期长、出名慢甚至难出名的研究方向，但是做好这一传统而又重要的研究方向有助于中国制造业核心竞争力的本质提升！三思纵横将与行业专家一同努力，共同解决在该领域发达国家卡中国脖子的关键问题！助力中国工业全面追赶并超越发达国家！

p style="text-align: justify text-indent: 2em "疲劳与断裂是服役结构的主要破坏形式。有关数据表明，疲劳、断裂与磨损每年带来的损失约相当于国民经济总产值的4%。因此，世界各国都十分重视疲劳断裂机理及其预防措施的研究。疲劳断裂的研究与应用涉及航空航天、建筑建材、冶金矿产、石油化工和交通运输等重要行业和关键领域。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "为解决材料与结构的安全评价和寿命预测问题，推动我国疲劳断裂领域的理论研究和技术应用，服务国家经济建设和社会发展，加强该领域专家学者交流、研讨与合作，“第二十届全国疲劳与断裂学术会议”将于2020年8月18-20日在重庆保利花园皇冠假日酒店召开。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong主办单位/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国航空学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国金属学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国力学学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国腐蚀与防护学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国机械工程学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国材料研究学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong承办单位/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国航空学会失效分析分会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国航空学会结构与强度分会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国航空学会材料工程分会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "中国航发北京航空材料研究院/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong一、会议时间/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2020年8月18-20日/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong二、会议地点/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "重庆保利花园皇冠假日酒店/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong三、会议日程/strong/ptable border="1" cellspacing="0" style="border: none" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="568" valign="middle" colspan="2" style="background: rgb(75, 172, 198) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align="center"pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "2020年8月18日 会议报到/span/p/td/trtrtd width="192" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p13:30-20:00/p/tdtd width="358" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p保利花园皇冠假日酒店/p/td/tr/tbody/tabletable border="1" cellspacing="0" style="border: none" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="568" valign="middle" colspan="3" style="background: rgb(75, 172, 198) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align="center"pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "2020年8月19日 主会场安排/span/p/td/trtrtd width="158" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p9:00-9:20/p/tdtd width="156" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p开幕式/p/tdtd width="226" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F皇冠宴会厅/p/td/trtrtd width="158" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p9:20-12:00/p/tdtd width="156" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all "p大会报告/p/tdtd width="226" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F皇冠宴会厅/p/td/trtrtd width="158" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p12:00-13:30/p/tdtd width="156" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p午餐/p/tdtd width="226" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p1F月色西餐厅/p/td/trtrtd width="158" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p13:30-16:20/p/tdtd width="156" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p大会报告/p/tdtd width="226" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F皇冠宴会厅/p/td/trtrtd width="158" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p18:00/p/tdtd width="156" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p晚宴/p/tdtd width="226" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F皇冠宴会厅/p/td/tr/tbody/tabletable border="1" cellspacing="0" style="border: none" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="568" valign="middle" colspan="2" style="background: rgb(75, 172, 198) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align="center"pspan style="color: rgb(255, 255, 255) "2020年8月20日 分会场安排/span/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p疲劳与断裂力学分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能Ⅳ-1厅/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p疲劳与断裂微观行为分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能Ⅳ-2厅/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p关键行业的疲劳与断裂工程应用分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能Ⅳ-3厅/p/td/trtrtd width="325" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p典型材料与结构的破坏理论研究分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能厅Ⅱ-1厅/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p材料与结构疲劳断裂的测试表征分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能厅Ⅱ-2厅/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p复杂环境下的材料损伤失效分析分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能厅Ⅱ-2厅/p/td/trtrtd width="334" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "p重大装备的疲劳与断裂工程应用分会场/p/tdtd width="225" valign="top" style="background: rgb(255, 255, 255) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pB2F多功能厅Ⅲ厅/p/td/tr/tbody/tablep style="text-align: justify text-indent: 2em "strong四、报名参会/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1.报名方式：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会议网站http://ncff2020.com/-报名参会-我要报名-注册账户并填写信息。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2.报名和会议费交纳：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2020 年 6 月 30 日前注册交费：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "正式代表 1600 元/人，学生 1200 元/人。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2020 年 6 月 30 日后注册交费：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "正式代表 1800 元/人，学生 1400 元/人。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "参会专家学者食宿统一安排，费用自理。代表注册时勾选入住酒店和抵离日期，疫情期间已经注册的代表将按实际会议日期及大家入住天数进行顺延。由于参会人数较多，我会在收到会议费转账信息后为参会代表保留房间，房间数量有限，按缴费时间先后留房。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "7 月 20 日以后缴费不保证房间预留。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "3.发票：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "8 月初开发票，届时在群中统计发票信息，开发票前申请退费的收取 20%手续费，报名截止后不接受退费。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "参会代表应认真填写开具发票所需信息，因信息提供错误导致重开发票的，需另缴 100 元手续费。本次会议默认提供增值税电子普票，会议开始前通过注册邮箱发送；需要纸质发票和专用发票的请在报名时注明，发票在注册报到时领取；需要邮寄的会后统计邮寄地址，邮寄方式到付。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "4.缴费汇款方式：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "户 名：中国航空学会/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "帐 号：0200 0011 0908 9123 894/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "开户行：工行北京安定门支行/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "备注：NCFF-20+姓名电话/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong五、联系方式/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "论文集出版：王小玉 010-62496238 sxfx621@163.com/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会议日程：李冀 13720896502（同微信）/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "缴费发票：崔芷健 010-84924317 17888834535（同微信）/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "安向阳 010-84924386 anxy@csaa.org.cn/pp style="text-align: center "br//p

2009年6月9日，MTS&mdash 上海交通大学疲劳断裂联合实验室在上海交通大学闵行校区正式揭牌成立。上海交通大学副校长陈刚、MTS系统公司高级副总裁Alfred Richter, 副总裁David Meier，船舶海洋与建筑工程学院党委书记张卫刚，MTS公司中国区总裁陈国瑜先生，运营总监曹威先生，船舶海洋与建筑工程学院力学系主任许金泉教授等人出席了揭牌仪式。联合实验室的成立不仅意味着MTS和上海交通大学的合作，迈上了一个新的台阶，也意味着双方长期以来的合作，结出了初步成果。　　上海交通大学副校长陈刚、MTS系统公司高级副总裁Alfred Richter先生分别代表上海交通大学和MTS致辞，对联合实验室的成立表示祝贺。他们认为上海交通大学在工程力学方面的研究有着悠久的历史，在中国的材料测试领域一直处于领军地位，也是世界材料测试领域的佼佼者，承担着多项国家重大工程任务、国家自然基金项目，为航空航天部门、动力、材料、机械、土木工程、化工、环境和生物等各个领域的研发单位解决很多难题.。MTS公司是全球最大的高科技力学性能测试及模拟系统制造商,是该领域的先驱和领导者。其产品和服务主要应用于科研、产品开发、质量控制等领域，范围涉及试验设备、分析软件和优秀工程解决方案咨询。 在试验机设备方面的生产规模、技术装备、工艺水平均居世界领先水平，其产品得到了广泛的应用和好评。MTS在世界上首创把液压伺服闭环控制概念引入力学测试系统。它的成功经验已使各个领域的研究者缩短了研发进程。MTS在汽车和航空航天领域久负盛名，更有无数的测试系统在各大政府实验室、大学、公司科研机构发挥着重大作用 。自20世纪80年代初进入中国以来，MTS作为技术供应商进入中国市场已逾30年，上海交通大学是MTS公司的长期合作伙伴。在目前全球经济低靡的大环境下，此项投资充分表现了MTS对中国市场的决心和自信和对双方合作的期望，也是MTS中国市场发展五年计划的重要组成部分。联合实验室的建立是双方在高新材料疲劳断裂性能测试方面又一次密切合作，标志着在科学研究领域的合作进一步加深，将进一步发展我们之间的友好合作关系，形成交大与国际知名企业强强合作的科研平台，对学校迈向国际科学技术前沿、提高国际影响力具有重要意义，对MTS公司的技术进步和保持国际领先地位也具有重要的推动作用。我们期待着联合试验室能够成为MTS材料测试系统应用、测试方法、技术上的培训基地，并相信我们可以携手共同成为中国材料测试权威，也必将在MTS试验机用户培训、共同申请科研项目、合作开发新技术新方法等方面，取得互惠互利的双赢成果。

第十九届全国疲劳与断裂学术会议将于2018年8月15日-17日在辽宁省沈阳市碧桂园玛丽蒂姆酒店进行，本届会议由中国材料研究学会疲劳分会和中国科学院金属研究所联合承办，目前报告340篇，报名参会人数470人。本届会议特别邀请中国科学院院士、上海大学张统一教授、中国科学院金属研究所韩恩厚研究员、中国航发北京航空材料研究院刘新灵研究员、上海大学董瀚教授、成都大学王清远教授和郑州大学赵明皞教授做大会报告。全国疲劳与断裂学术会议始于1977年召开的“中国金属学会断裂学科讨论会”和1982年召开的“全国疲劳学术会议”，在各自举行八届以后，1998年合并举办“第九届全国疲劳与断裂学术会议”。此后每两年举办一届，由中国材料研究学会、中国航空学会、中国金属学会、中国力学学会、中国腐蚀与防护学会、中国机械工程学会六学会轮流主办。三思纵横作为此次会议的赞助方，将在会上作技术发言，同时也将展出新型动态疲劳试验机及相关材料试验机，特邀您共同见证！

1. 文章信息标题：Photocatalytic cleavage of C(sp3)-N bond in trialkylamines to dialkylamines and olefinsDOI: 10.1002/cssc.202201119文章链接https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.2022011193. 期刊信息期刊名：chemsuschemISSN：1864-56312020年影响因子：9.14分区信息：中科院1区Top；JCR分区（Q1）涉及研究方向：化学4. 作者信息：翟建新（第一作者），周宝文（第一通讯作者）；吴海虹（第二通讯）；何鸣元（第三通讯作者）韩布兴（第四通讯作者）5. 光源型号：北京中教金源CEL HXF300（300 W氙灯，300-800范围）文章简介：发展一种无毒绿色的C-N键断裂的方法具有重要意义。我们制备了一种2D-Bi2WO6@1D-LaPO4异质结光催化剂，其可以对不同的三烷基胺进行光催化C(sp3)-N键断裂生成二级胺和对应烯烃。一系列结果表明，磷酸镧的引入能够与钨酸铋结合形成独特的“热”电子转移机制，从而改变载流子行为促进三烷基胺的C(sp3)-N键断裂；同时该现象也有别于常见以三级胺为牺牲试剂进行光催化二氧化碳还原的工作，通过GC-MS等手段表明烯烃的来源是三烷基胺而非二氧化碳。我们一致认为本文的创新之处有以下几点：首次将2D-Bi2WO6@1D-LaPO4光催化剂用于光催化C(sp3)-N键断裂2. 通过一系列表征表明磷酸镧的引入能够与钨酸铋结合形成独特的“热”电子转移机制，从而改变载流子行为3. 开发了一款新型的异质结催化剂4. 表明烯烃的来源是三烷基胺而非二氧化碳Possible mechanism of charge separation and transfer under light irradiation.

晶界在金属晶体材料中分布广泛，对金属材料各项力学性能具有重要影响，其中晶界可以强化材料，但界面处应力集中会导致疲劳损伤开裂。1984年日本东北大学Watanabe教授提出晶界设计（GBD: Grain-boundary Design）和晶界工程（GBE: Grain-boundary Engineering）的概念，希望通过在延性多晶体中引入性能好的界面来提高材料的综合性能，这为通过调控晶界类型和分布来设计高性能材料提供了新的思路。 为了揭示各种不同晶界对金属材料疲劳损伤机制的影响，中国科学院金属研究所张哲峰研究员团队前期借助于铜双晶体对各种大角晶界和小角晶界疲劳开裂机制进行了系统研究（Zhang ZF and Wang ZG, Prog. Mater. Sci. 53 (2008) 1025-1099）。鉴于孪晶界面与位错交互作用的特殊性，孪晶界面是否具有较高的疲劳抗力值得期待。然而，由于含有孪晶界面大块样品制备困难，对孪晶界面疲劳开裂机制的认识十分有限。过去十余年，张哲峰团队设计和制备了含有不同生长孪晶界面大块铜双晶体，同时，开展了大量含有退火孪晶界面铜及铜合金多晶体的疲劳研究。近期，孪晶界面疲劳损伤开裂机制的研究进展受邀发表在材料科学综述刊物Progress in Materials Science上，其中李琳琳为论文第一作者，张振军项目研究员和张哲峰研究员为论文通讯作者。本文对孪晶界面疲劳开裂机制的新认识如下： 双晶共格孪晶界面疲劳开裂机制：共格孪晶界面与加载轴的夹角决定了两侧晶粒内开动的主滑移系，对其界面疲劳损伤机制起决定性作用。当共格孪晶界面与加载轴成20°-70°时，受附加应力及特殊位错滑移的影响，滑移带易于集中在共格孪晶界面附近，因而疲劳裂纹优先沿共格孪晶界面萌生和扩展（如图1（II-IV）所示）；而当共格孪晶界面近似平行或垂直于加载轴时，滑移带或完全穿过共格孪晶界面，或因取向较硬受限与界面附近，塑性变形主要集中于晶内滑移带处，使滑移带优先萌生疲劳裂纹（如图1(I)、(V)所示）。 双晶非共格孪晶界面疲劳开裂机制：非共格孪晶界疲劳开裂也表现出一定的取向性，当非共格孪晶界垂直于加载轴时（图2(a,b)），孪晶界面两侧晶粒内位错滑移方向相同但滑移面相交，位错易于在非共格孪晶界处塞积而优先疲劳开裂；当非共格孪晶界平行或倾斜于加载轴一定角度时（图2(c,d)），界面两侧位错滑移可以穿过非共格孪晶界，并且非共格孪晶界面自身可发生迁移，因而非共格孪晶界处应变相容性较好，此时，滑移带优先发生疲劳开裂。 多晶体孪晶界面疲劳开裂机制：多晶体疲劳过程中孪晶界附近应力状态复杂，与双晶中孪晶开裂稍有不同。团队利用原创的晶体滑移形貌定取向方法，对不同成分或层错能的铜合金多晶体中孪晶界疲劳开裂行为进行了系统研究，结果发现：铜合金的层错能越低，孪晶界两侧的取向差越大，位错越容易在孪晶界处产生塞积，因而孪晶界越容易疲劳开裂，反之，则是滑移带更容易疲劳开裂。通过提炼晶体取向Schmid因子差和合金层错能，结合位错塞积理论，建立了层错能和取向为参数的孪晶界面疲劳开裂定量判据（图3）。 结合对大、小角晶界疲劳开裂行为的前期研究结果，可以给出各种不同晶界疲劳开裂阻力从大到小顺序为：小角晶界＞孪晶界＞大角晶界，其中孪晶界面疲劳开裂阻力取决于两侧晶体取向差和合金层错能大小。当孪晶界面对两侧位错运动阻碍较强时，会对材料产生明显的强化作用，孪晶界面容易发生疲劳开裂，因此接近于大角晶界特征；当孪晶界面对两侧位错运动阻碍较小时，孪晶界面不容易发生疲劳开裂，但对材料也几乎不产生强化作用，因此与小角晶界作用相似（图4）。 上述研究工作得到了国家自然科学基金重大、杰青、重点和面上项目的长期资助（50571104、50625103、50890173、51171194、51471170、51501197）以及中国科学院青年促进会（2021192）项目及教育部科研业务费的资助。 全文链接图1 铜双晶体共格孪晶界与加载轴呈不同倾角时对应的疲劳损伤机制。图2 铜双晶体中非共格孪晶界与加载轴呈不同倾角时疲劳损伤行为。界面垂直于加载轴时(a) 界面疲劳裂纹与(b)主滑移系；界面倾斜一定角度时(c)主滑移系与(d)滑移带裂纹。图3 层错能和晶体取向对铜合金多晶体滑移带与孪晶界疲劳开裂转变机制的协同影响。图4 大角晶界、孪晶界、小角晶界低周疲劳损伤开裂难易程度比较。

作者：刘如楠 甘晓 来源：中国科学报近日，中国科学院近代物理研究所原子分子结构与动力学实验室研究员张瑞田团队及合作者在高电荷态离子与H原子电荷交换绝对截面研究方面取得进展，相关成果发表在Astrophysical Journal 上。高电荷态离子与H原子电荷交换过程是宇宙弥散软X射线的重要来源之一。当星风、超新星爆炸遗迹以及星系团等高离化态喷流与星际空间中中性原子分子相遇时，会发生电荷交换过程并释放软X射线。星际气体介质中H原子是最主要的成分。因此，高离化态喷流与H原子电荷交换尤为重要，相关过程的截面直接影响这些X射线的发射亮度。张瑞田等与美国橡树岭国家实验室科研人员合作，利用美国橡树岭国家实验室高电荷态离子与H原子合并束实验装置测量了keV/u 到 eV/u 能区N7+、O7+离子与H原子电荷交换绝对截面。张瑞田介绍，研究发现，随着能量降低，总截面呈现先减小然后增大的趋势；表明反应窗逐渐变窄，离子轨迹效应增强。这一测量结果不仅为基本的电荷交换理论提供了基准的电荷交换实验数据，而且将有助于X射线天文观测的准确建模。该工作获得了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项（B类）的支持。美国橡树岭国家实验室高电荷态离子与H原子合并束实验装置 近代物理所供图N7+、O7+离子与H原子电荷交换总截面 近代物理所供图相关论文信息:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac6876

功能材料界面由于经常表现出不同于体材料的新颖物理、化学现象与性质而备受关注。比如，人们在材料界面上发现了二维电子气、界面超导、界面发光和界面磁性等。这些有趣的界面现象与性质通常归因于界面上强烈的物理与化学交互作用，因此它们大多数出现在共格界面和半共格界面上。从共格界面到半共格界面、再到非共格界面，界面上的晶格失配不断增大，从而导致了材料界面上存在不同的晶格失配调节机制和界面结构。共格界面的晶格失配小，界面失配由两相邻晶格的弹性变形来调节，界面上形成了原子间完美匹配的界面结构；半共格界面的晶格失配适中，通过形成周期性排列的界面失配位错来补偿晶格失配。非共格界面的晶格失配非常大，界面两侧相邻晶体将保持各自原有的晶格而刚性堆叠在一起，不容易形成界面失配位错。虽然非共格界面比其他两类界面更常见，但由于它的晶格匹配度差并且界面键合强度弱，导致界面上的交互作用非常弱，因此非共格界面上很少表现出独特的界面现象与性质，这极大地限制了非共格界面的相关研究与应用。为了探索非共格界面上的新颖界面现象与物性，中国科学院金属研究所研究团队围绕非共格界面的原子与电子结构及界面交互作用开展了系统地研究工作，发现大晶格失配（~ 12 %）的AlN/Al2O3（0001）非共格界面上存在不寻常的强界面交互作用。强烈的界面交互作用显著调控了AlN/Al2O3界面的原子与电子结构及发光特性。透射电镜显微结构表征的研究结果表明，在AlN/Al2O3非共格界面上形成了界面失配位错网络和堆垛层错，这在其他非共格界面上是很少见的。原子层分辨的价电子能量损失谱表明，AlN/Al2O3非共格界面的带隙降低为~ 3.9 eV，显著小于AlN和Al2O3体材料的带隙（分别为5.4eV和8.0eV）。第一性原理计算表明，界面上带隙的减少主要由于在界面处形成了畸变的AlN3O四面体和AlN3O3八面体，从而导致了界面上存在Al-N键和Al-O键的竞争及键长的增大。阴极荧光光谱分析表明，该非共格界面具有界面发光特性，可发射波长为320 nm的紫外光，发光强度比AlN薄膜的本征发光高得多。该研究表明具有大晶格失配的非共格界面可表现出强烈的界面交互作用和独特的界面性质，深化和拓展了人们关于非共格界面的认识，可为开发基于非共格界面的先进异质结材料和器件提供借鉴与参考。相关研究工作得到国家杰出青年科学基金、中国科学院前沿研究重点项目和广东省基础与应用基础研究重大项目等的资助。相关研究成果以Interfacial interaction and intense interfacial ultraviolet light emission at an incoherent interface为题于5月15日在《自然-通讯》（Nature Communications）上在线发表。

近日，上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组提出了刚柔微结构复合的超疏水界面设计思想，解决了冲击定位要求苛刻的难题，相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。瑞士苏黎世联邦理工学院Andrew J. deMello教授课题组和英国帝国理工学院Daniele Dini教授课题组为合作单位。该成果以“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces”为题作为封面论文发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c05243。刚柔复合界面设计与制备（杆径10μm的柔性网格结构及刚性支柱）面向低温冲击液滴的超疏水界面需要递进满足两个条件：1）基于微纳几何结构和低能化学修饰的抗刺穿性以反弹冲击液滴；2）极短的固液接触时间以避免液滴在界面成核结冰。现有的相关界面设计工作遵循刚性和柔性两类策略，可有效缩短固液接触时间，但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队借鉴蹦床公园，提出了刚柔微结构相结合的超疏水界面设计，通过融合刚性和柔性设计策略，期望消除界面润湿性能对固液冲击定位的依赖。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S140，摩方精密）高效、精准地实现了上述刚柔复合界面设计的样机制备。液滴冲击行为 研究团队利用高速相机记录液滴在冲击不同界面以及界面内不同局部区域的动力学行为，证明可以利用刚柔复合界面设计来调整液滴冲击行为。固液接触时间液滴冲击实验进一步表明，当液滴冲击柔性界面区域时，将触发结构振动来缩短固液接触时间；而当液滴冲击刚性界面区域时，将触发液滴的非对称再分布来缩短固液接触时间。

背景介绍硅橡胶是由硅氧键连接构成的高分子聚合物，硅氧键具有很强的键能，热稳定性，化学稳定性好，具有较强的耐老化性能；压缩率大，表面张力小，憎水防潮性好，比热容和导热系数小，不溶于水。填料的含量对聚合物复合材料的性能有很大的影响，还会影响混炼时的加工性能。加入过多的填料，会使混炼变得困难，还会直接影响到聚合物复合材料的力学性能，填料的含量控制在一定范围内，随着填料含量的增加，聚合物复合材料的性能是逐渐增加的，超过这个阈值，聚合物复合材料的性能则不会增加。填料在聚合物中分散越好，越容易形成网络，对聚合物复合材料的性能越佳。而填料的尺寸对其分散性有非常重要的影响：粒径越小，粒子之间越容易团聚，在聚合物中的分散更加困难，会使聚合物的力学性能急速下降；粒径过大，容易在聚合物中形成应力集中点，使其力学性能下降，因此，也不宜添加过多。所以如何控制填料的粒径和含量，需要通过SEM的实验结果来确定。本文采用了两种制样方法，使用蔡司Sigma300在低电压下不喷金直接观测硅橡胶截面形貌，对比观测氧化铝填料在硅橡胶中的分布情况。制样方法如下所示：(1)刀片切割：采用锋利的刀片切割出较薄的截面；(2)液氮淬断：剪取小块样品放入液氮中冷冻，由于橡胶韧性较好，则需冷冻较长时间。如图1所示图1不同制样方法：刀片切割(A)；液氮脆断(B)不同制样方法对结果的影响：图2不同制样方法硅橡胶的截面形貌像A1,A2：刀片切割；B1,B2：液氮淬断实验结果表明：刀片切割后的样品，图中的聚合物基体有一定粘连，对判断 Al2O3填料在聚合物中的分散有一定的影响；但在液氮中淬断的样品，聚合物基体无粘连，很容易判断Al2O3填料在聚合物基体中的分散情况，如图2所示。如果聚合物薄膜较薄，直接用剪刀剪断或者刀片切割，样品的截面则会被表层覆盖，更难判断填料在基体中的分散。

近日，南开大学张新星研究员团队针对微液滴化学的独特性质，受邀总结了40余个单电子介导的水微液滴表面自发的氧化还原反应，并通过动力学研究，证明了电子的提供和捕获——而非化学键的直接断裂——是介导水微滴界面上氧化还原反应的关键决速步骤。该工作发表在了近期的JACS Au 杂志上，并被遴选为封面文章。　　近几年与微液滴相关的纳微界面反应机制的研究吸引了大量的研究目光。在技术上，质谱作为微液滴反应的主要表征手段，一方面是由于其在分析化学反应中具有捕获短寿命自由基中间体、揭示化学反应机理等方面的天然优势，另一方面更是由于微液滴是一种可以直接喷雾进入质谱仪中进行检测的物质形式，导致质谱技术成为了近年来微液滴化学发展最简单、最重要、最主要的表征方法。因此作者们在本文中列举了使用质谱方法学研究微液滴化学的优势和注意事项。此外，作者也在合成化学和大气化学的大背景下讨论了微液滴自发氧化还原能力的潜在影响。首先，微液滴对反应的加速能力在有机合成中已经得到了广泛的认可，现有的部分微液滴化学研究已经实现了克级的合成。微液滴反应由于只需要将底物的水溶液喷洒成小水滴，无需催化剂、额外的能量输入、复杂的反应装置，完全符合绿色化学的特征，因此有望在合成化学中展现更多的潜力。其次，微液滴化学在大气化学方面也具有重要启示。大气的总体氧化还原能力决定了污染的生成、天气甚至气候的形成和变化。大气水，如云、雾和海洋飞沫，都是微米大小的微液滴。由于微液滴可以促进自发的氧化还原反应，文章建议在未来的大气研究中，也许可以将微液滴效应考虑进来。在科学上，水对许多化学反应来说是一种惰性环境。然而，通过简单地将水喷洒成为微米尺寸的微液滴，就可以展现大量独特的性质，这些性质包括异常的pH值、反应物的统一取向和部分溶剂化、极高的反应速率以及极高的气液界面电场等。在微液滴的这些独特性质中，其强大的自发氧化还原能力尤其引人关注。现有大量理论和实验研究表明，或由于界面双电层的形成，或由于大量水分子的自发统一取向，或由于水分子之间的部分电荷转移(H2O+---H2O-)，在微液滴的气-液界面浅层可以自发产生极高的电场(约109 V/m)。该电场大到足以可以触发氢氧根或其他底物分子的单电子氧化过程，生成相应的自由基和一个电子(图1)。生成的电子还可以继而触发其他底物分子的单电子还原过程。　　图1. 微液滴化学气-液界面处的氧化还原机制和质谱分析方法示意图　　图1展示了典型的微液滴化学质谱实验，并阐述了发生在微液滴表面的单电子介导的氧化还原机制。含有某种溶质的水溶液由注射泵强制推入极细的毛细管，高压氮气鞘气可将毛细管推出的液体分散成微液滴，由此产生的微液滴被喷向质谱仪的入口。以这种方式产生的微液滴的大小取决于鞘气的压力，范围在几到几十微米之间。在其表面上即可以自发发生大量的单电子的氧化还原过程。　　本文总结了40余个在水微液滴表面上发生的电子介导的氧化还原反应(表1、2)，认为在水微液滴表面上电子的产生和捕获——而非化学键的直接断裂——是微液滴大多数氧化还原反应的关键决速步骤。　　表1. 微液滴表面呈现单电子氧化过程的物种(电子供体)　　表2. 微液滴表面呈现单电子还原过程的物种(电子受体)　　在单电子是微液滴表面氧化还原反应的载流子的前提下，OH-在微液滴上可以作为电子供体，如果在溶液中加入上述电子供体(表1中的分子)，那么水微液滴上应该有更多的电子，在动力学上就应该可以加速电子受体的还原反应，进一步巩固电子确实是介导水微液滴上氧化还原反应的载流子的观点。　　为了验证这一假设，本文作者从表1中选择了三种电子供体：四硫富瓦烯(TTF)、羟甲基二茂铁(FM)、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺(TMPA)，并将这三者分别和电子受体EV2+(乙基紫精二价阳离子)的水溶液喷洒成微液滴。其中图2a为喷洒纯EV2+溶液的质谱图，OH-是唯一的电子供体，EV2+转化为EV•+ (m/z = 214)，m/z 150~200的峰是不稳定EV•+的降解产物。图2b−2d分别为喷撒TTF与EV2+、FM与EV2+、TMPA与EV2+的混合溶液的质谱图。在这些混合体系中，还原产物EV•+的强度明显增加，表明电子供体的加入加速了EV2+的还原。图2e展示了4个系统中EV•+/EV2+的相对强度的比较，清楚地显示了添加电子供体后还原产物增加了2到7倍。图2f−2h还显示了混合体系中氧化过程的加速动力学，TTF、FM和TMPA的氧化过程也应该随着EV2+的加入而加速。TTF•+、FM•+和TMPA•+自身的绝对质谱强度随着EV2+的加入增加了2倍左右。这些结果清楚地表明电子确实是介导水微滴上氧化还原反应的载流子，且简单的动力学研究证明了电子提供和电子捕获是两个相互加速的过程。而后续的进一步化学反应(如化学键的断裂和生成)在微液滴中成为了超快的非决速步骤。　　　　图2. 微液滴单电子氧化还原过程的动力学研究　　南开大学研究生金水慧、陈欢、苑旭为本文并列第一作者 南开大学张新星研究员为本文通讯作者。本文被遴选为JACS Au杂志本期封面论文。　　原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00191　　The Spontaneous Electron-Mediated Redox Processes on Sprayed Water Microdroplets Shuihui Jin,# Huan Chen,# Xu Yuan,# Dong Xing, Ruijing Wang, Lingling Zhao, Dongmei Zhang, Chu Gong, Chenghui Zhu, Xufeng Gao, Yeye Chen, and Xinxing Zhang*JACS Au, 2023, DOI: 10.1021/jacsau.3c00191　　张新星课题组网站：http://www.zxx-lab.com/

人类活动或自然释放到大气中的有机物经过复杂的氧化后，进一步和大气其他物种(如无机盐)结合并聚集，生成大气颗粒物，如雾霾的重要成分PM2.5。因此，有机物在大气中氧化反应过程的研究对理解大气气溶胶的生成有着重要的意义。　　大气中含量最高的碳氢化合物是甲烷，第二高的碳氢化合物是异戊二烯。由于异戊二烯有两个双键，导致其化学反应十分丰富，吸引了很多的研究目光。然而高中化学常识告诉我们，异戊二烯是一种挥发性极强的碳氢化合物，极性很小，难以想象异戊二烯会吸附在水的表面(即气液界面)并发生反应。【异戊二烯(Isoprene)是一种由5个碳原子和8个氢原子组成的有机化合物，属于烯烃类烃化合物。从分子结构上看，由于其分子中只有C-C和C-H键，而没有C-O或C-N等偏极性较强的键，因此认为异戊二烯分子整体上是非极性的】　　鉴于此，近期南开大学的张新星研究员团队使用独特的气液界面质谱技术FIDI-MS(图1a)，发现了违反常识的实验现象，即异戊二烯不但可以吸附在气液界面上，还可以以极高的速率被氧化成上百种产物(图1b)，开辟了气液界面这一异戊二烯氧化化学的新赛道。理论计算表明，异戊二烯在气液界面上的吸附能力主要来自于其双键和水中质子的相互作用(图1c) 而极高的氧化反应速率主要是由于气液界面提供了一个部分溶剂化的化学环境，从而降低了化学反应的势垒。该工作发表在近期的Journal of the American Chemical Society 杂志上。　　图1.(a)独特的FIDI-MS技术。(b)异戊二烯在气液界面被氧化成上百种氧化产物。(c)异戊二烯吸附在气液界面的理论计算。　　南开大学研究生张冬梅、汪杰为本文的并列第一作者。南开大学张新星研究员为本文实验部分通讯作者。宾夕法尼亚大学J. S. Francisco教授为本文理论部分通讯作者。　　原文（https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c00300）Fast hydroxyl radical generation at the air-water interface of aerosols mediated by water-soluble PM2.5 under UVA radiation Dongmei Zhang (张冬梅) +, Jie Wang (汪杰) +, Huan Chen (陈欢), Chu Gong (宫矗), Dong Xing (邢栋), Ziao Liu, Ivan Gladich, Joseph S. Francisco*, and Xinxing Zhang (张新星)*J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c00300

【工作介绍】锂金属由于其最高的能量密度而被认为是最理想的锂电池负极材料，但传统的锂金属-液体电解液电池系统存在着低库仑效率、SEI重复破裂生成和锂枝晶生长等问题。由锂金属、芳香烃和醚类溶剂组成的室温液态锂金属可从根本上抑制锂枝晶形核生长，从而解决以上问题，并且比高温熔融的碱金属或碱金属合金更容易控制、更稳定、更安全。然而，室温液态锂金属与硫化物固态电解质界面不兼容，会发生剧烈的化学反应。基于此，中科院物理所吴凡团队在解决硫化物固态电解质与有机液体电极之间长期存在的固-液界面相容性难题上取得了突破。开发出了包括PEO和β-Li3PS4/S在内的多种兼容性强的界面保护层，实现了大于1000h的长时间稳定循环。这种稳定硫化物固态电解质和有机液态锂负极之间的固-液界面的技术方法，成功地解决了界面副反应的关键问题，使这种电池构造在长周期运行中安全稳定。这为进一步提高锂电池的循环寿命和安全性开辟了新的路径。该成果以“Stable Interface Between Sulfide Solid Electrolyte and-Room-Temperature Liquid Lithium Anode”为题发表在ACS Nano上，通讯作者为中国科学院物理研究所吴凡研究员，共同第一作者为彭健博士，伍登旭硕士和姜智文硕士。【背景介绍】在锂离子电池中，固-液界面的化学和电化学不稳定性对电池特性有重要影响，如充放电效率、能量效率、能量密度、功率密度、循环性、使用寿命、安全性和自放电。不稳定的固体电解质界面（SEI）和暴露的表面会消耗锂源，降低循环性能/放电效率，增加内阻，产生气体，并降低安全性。解决固-液界面的化学/电化学不稳定问题是电池有效运行的关键。因此，对界面问题的研究是锂离子电池基础研究的核心。为了稳定电极-电解质界面，研究人员通常对电极/电解质材料或电极/电解质表面进行改性，或在电解质中添加添加剂以形成更稳定的SEI层，以获得良好效果。硫化物固体电解质（SE）表现出与液体电解质相当/超过液体电解质的高离子传导性和理想的机械硬度。然而，硫化物SE和有机液体电极（LE）之间的固-液界面问题一直是一个难以克服的挑战，研究结果非常有限。如果这个界面问题能够得到很好的解决，硫化物SE的应用范围可以从全固态电池（ASSB）系统进一步扩大到半固态电池（SSSB）系统。例如，在锂硫（Li-S）电池系统中，硫化物SE被用来形成固-液混合电解质，可以有效防止锂-硫电池中的穿梭效应，进一步提高循环性能。此外，在这项工作和以前的相关工作中，硫化物SE被应用于液体金属锂（Li-BP-DME）电池。在这种新的电池配置中，带有PEO保护层的硫化物SE和Li-BP-DME溶液可以保持稳定和兼容的界面，从而提高循环稳定性。然而，深入的降解机制仍然是缺失的，没有得到理解。为了清楚准确地了解硫化物SE(Li7P3S11(LPS))-有机LEs(液态金属Li-BP-DME)电池的固-液界面的形成和演变机制，本工作利用各种先进的表征技术对界面进行了研究，如X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）等。此外，基于对界面的深入研究，有效地设计和控制了有机LE/硫化物SE界面。因此，在有机LE和硫化物SE之间的固-液界面相容性这一长期难题上取得了突破性进展。获得了多种化学/电化学稳定、高锂电导率、电子绝缘的与有机LEs（液态金属锂-BP-DME）和硫化物SEs（LPS）兼容的界面保护层，包括PEO-LiTFSI和β-Li3PS4/S界面层。对液态金属锂（Li-BP-DME）与保护层反应形成的SEI层进行了深入表征。此外，在使用两种界面保护层的硫化物SE（LPS）/界面保护层/有机LE（Li-BP-DME）对称电池中获得了长周期性能。在使用PEO-LiTFSI聚合物界面保护层的对称电池中，在循环1000小时后，阻抗和极化电压值仍然很小。同样，带有β-Li3PS4/S界面保护层的对称电池也可以稳定地循环1100h，而且阻抗很小。这些结果证明了两个界面保护层的有效性，它们可以长期稳定硫化物SE（LPS）和有机LE（Li-BP-DME）之间的固-液界面。这种稳定固-液界面的技术方法成功地解决了硫化物SE（LPS）-有机LE（Li-BP-DME）电池体系中界面副反应的关键问题。因此，"液态金属锂（Li-BP-DME）"可以提供优异的性能，如高安全性、优异的树枝状物抑制能力、低氧化还原电位0.2V-0.3V vs Li/Li+，以及室温下12mS cm-1的高电导率，并且电池系统可以长期安全循环。该技术方法为解决硫化物SE和有机LE的固-液界面相容性问题提供了宝贵的方法，对进一步提高锂电池的循环寿命和安全性具有重要的现实意义。 【核心内容】为了研究裸露的硫化物SE（Li7P3S11）和液体金属锂BP-DME之间的SEI，我们组装了Li1.5BP3DME10/LPS/Li1.5BP3DME10对称电池（图1a-1c）。有机LE与硫化物SE接触，形成固-液界面，如图1c所示。图1a显示了对称电池的电压曲线，显示了逐渐增加的过电位（从0.123V到2.45V）和不稳定的循环，在30℃下电流密度为0.127mA cm-2，持续200小时。对称电池的阻抗持续增加表明在界面上发生了副反应，硫化物SE（LPS）和有机LE（Li-BP-DME）之间的化学/电化学稳定性很差。这也可以从循环前后的LPS的XRD数据中得到证实（图1d）。循环后，LPS片材表面的特征峰几乎完全消失，表明LPS表面几乎完全反应或分解了。循环后裸露的硫化物SE的横截面和平视形态由SEM进行了表征。由于硫化物SE的面积比有机LE的面积大，LPS有两个区域。一个是暴露于Li-BP-DME的反应区，另一个是未暴露于Li-BP-DME的非反应区，如图1e所示。图1f-g显示了循环后的LPS片的SEM图像，它显示了LPS片的反应区和非反应区的细节。结果显示，许多界面侧面反应的产物堆积在反应区，而未反应区是光滑、平坦和密集的。图1g的EDS映射图见图1h。比较反应区和未反应区的C、O、P和S元素含量，未反应区的P和S元素含量明显高于反应区，而反应区的C和O元素含量则高于未反应区。这些结果表明，界面副反应导致了硫化物SE的分解，大量的有机物质在反应区积累。图1i-1j分别显示了非反应区、轻度反应区、轻度严重反应区和严重反应区的细节。与图1i中的非反应区相比，在从非反应区向反应区过渡的过程中，界面侧的反应程度逐渐加强。轻度反应区的反应物的形态特征是光滑的球形小颗粒堆积，而轻度反应区的反应物是小绒球状颗粒，有不连续的薄层和裂缝。那些在严重反应区的颗粒的特点是更多的颗粒堆积在一起，形成一个更厚的界面层，它是崎岖不平的，有许多孔隙。图1m-1p是LPS片界面的SEM和EDS图谱。图1n中严重反应区的横截面形态显示，反应后的LPS片变得松散，具有多层结构。这表明在LPS界面和内部发生了化学反应，产生了更多的反应产物。反应产物很大，导致固体电解质层之间出现断裂和撕裂。由于反应产物的离子传导能力比原来的LPS SE弱，而且整个电解质片的离子传导通道不均匀，对称电池的极化不断增加。图1o清楚地显示了一个蓬松的、较厚的SEI层，厚度约为1.5μm。图1o的EDS映射图显示在图1p。可以看出，SEI层中C和O元素的含量高于LPS片，而LPS片中P和S元素的含量则高于SEI层。这些结果表明，SEI层的成分中含有大量的有机物和部分无机物，导致其具有蓬松而非致密的特点，离子传导率低。 图2显示了Li7P3S11的XPS分析以及它们与液体金属锂的反应。P 2p光谱可分为131.4 eV和133.1 eV的两个峰，分别对应于P2S74-和PS43-物种。随着反应的加剧，P2S74-的峰面积比从散装Li7P3S11的61%下降到严重反应区的48%。这一现象的原因是在Li7P3S11的DME溶解产物中，P2S7相比PS4相更易溶解。P2S7相的逐渐溶解导致Li7P3S11电解液表面不断形成孔和裂缝，这与SEM的结果很一致。在块状Li7P3S11中，S 2p信号可由三种不同的硫物种描述，在161.3、162.0和163.4 eV处发现峰值，它们分别对应于P-S-Li、P=S和P-S-P硫物种。峰区产生的P-S-Li、P=S和P-S-P硫磺物种的比例约为7:3:1，与Li7P3S11结构模型的理论值非常吻合。在Li7P3S11的轻度和重度反应区，属于P2S7相的P-S-P的峰面积比下降，这也证实了P2S7相的溶解。此外，在严重反应区，159.9 eV的新峰被赋予Li2S，这源于Li7P3S11 SE与液体金属锂的反应。至于C 1s光谱，Li7P3S11中284.8和286.7 eV的信号分别对应于-(CH2)-键和-O-CH2-键，这归因于样品杂质（脂肪族、不定形碳）。以284.8 eV为中心的碳峰被用作参考峰。在轻度反应区，在288.6 eV处出现了另一个C 1s信号，它源于DME分解的-O=C-O-。在严重反应区，也检测到了来自碳酸盐物种（如Li2CO3和ROCO2Li）的-OCO2-（在289.6 eV）。Li7P3S11中的O 1s光谱由两个主要贡献描述。位于531.2和532.9 eV的峰值分别属于Li-O-（Li2O）和C-O-C。Li2O是另一种常见的相位杂质。在轻度反应区，发现来自酯类（-COOR）的C=O键（在532.4 eV）。在严重反应区，C=O（-COOR和-OCO2-）的峰面积比明显增加，这与上述C 1s光谱的分析一致。在Li 1s光谱中，55.4 eV的峰可以归属于Li-O（Li2O，LiOH，Li2CO3）或Li-S（Li-S-P，Li2S），这些材料的BEs非常接近，因此这里用一个宽峰来近似地拟合Li 1s光谱。为了进一步研究SEI，通过TOF-SIMS技术对循环后的LPS裸片进行了测量。补充图1显示了LPS表面的SEI带负电和正电的片段的质谱，其中包含了关于SEI带电片段的信息。质谱包含了大量的正负离子碎片，包括无机离子碎片离子碎片。无机物包括LiC（C-）、LiH（Li2H+）、Li2O（Li3O+）、多硫化锂LiSx（S-、S2-、S3-、Li2S+、Li3S+）、Li3P（P-）、Li3PO4（P-、PO2-、Li2PO2+）、Li2SO3或LiSxOy（SO-、S2O-、SO2、 Li2SO+，Li3SO+），LiOH（LiO2H2-），LiSH（SH-，Li2SH+），Li2CO3（Li3CO3+），一些硫化物的分解产物（PS-，PS2-，PS3-，PSO-，PS2O-），以及由一些杂质元素产生的LiF，LiCl。有机化合物包括烷氧基碳酸盐ROCO2Li（O-）、烷氧基亚硫酸盐ROSO2Li（SO-、S2O-、SO2-、Li2SO+、Li3SO+）、乙炔化合物（CH-、C2H-）、烷基化合物（CH3+）、非芳香族化合物硫醇RSH（SH-）、甲酸锂HCOOLi（CHO2-）、乙酰基锂HCCOLi（C2HO-）和其他有机化合物。C6H5+苯环离子的存在表明联苯的分解。虽然不同反应区（轻度反应区和重度反应区）的SEI形态特征不同（图1j-1l所示），但不同区域的离子碎片基本相同，而只有个别离子种类不同。例如，Li2S+（m/z=46)、Li2SO+（m/z=62）、Li3SO+（m/z=69）和Li2PO2+（m/z=77）无机离子碎片没有出现在严重反应区，而CH3OLi2+（m/z=45）、CH3O2+（m/z=47）和 C6H5+（m/z=77）有机离子碎片没有出现在温和反应区。这表明严重反应区的SEI层比轻微反应区的SEI层含有更多的有机产物，这样，严重反应区的SEI层的形态是由大量的有机物堆积形成的笨重而松散的结构。为了研究这些反应产物物种的空间分布，测量了负离子和正离子模式的映射图像，如图3a，图3b所示。从图3a中可以看出，C-、O-、CH-、C2H-、S-和SH-有机二次离子表现出相对较高的强度，而其他无机二次离子表现出相对较低的强度。这意味着SEI层的表面，即靠近有机LE的一侧，主要由有机物组成，而无机物的比例较少。图3b显示Li+二次离子的强度相对较高，说明在SEI形成过程中，锂源被部分消耗，SEI表层的有机产物含有大量的锂元素。根据LPS片在负离子和正离子模式下循环后的深度曲线（图3c-3f），无机离子片段（Sx-（S-，S2-，S3-），SxOy-（SO-，SO2-，S2O-），PSxOy-（PS-，PS2-，PS3-，PSO-），P-，PO2-，SH-、 LiO2H2-, LiS-, Li+, Li2+, Li2H+, Li2SH+, Li2OH+, Li3O+, Li3CO3+, LiSxOy+ (Li2S+, Li3S+, Li2SO+, Li3SO+), Li2PO2+) 随着分析深度的增加而增加、 而有机离子碎片（C-, O-, CH-, C2H-, CH2O-, CHO2-, CH3+, CH3O2-, C6H5+, CH3OLi2+）的强度随着深度的增加而降低，表明SEI是双层结构，外层和内层分别由有机和无机相组成。这与主流的SEI层模型和镶嵌模型中的双层模型是一致的（即SEI层由两层物质组成，靠近液态电解质的松散有机物和靠近金属锂的致密无机物）。从深度剖面曲线也可以确认SEI的厚度，大于166nm（10nm min-1 SiO2标准，1000s），比传统液态电解质金属锂电池的厚度（10~20nm）。从二次离子的三维分布（图3g），可以观察到二次离子随深度变化的趋势。二次离子的三维分布与图3c-3f中二次离子随深度变化的趋势一致。值得指出的是，硫化物SE （Li7P3S11）的分解产物（PS-, PS2-, PS3-, PSO-, PS2O-）的含量随深度增加，说明大量的硫化物SE （Li7P3S11）被分解，分解产物在硫化物SE附近的表面聚集。总之，裸露的硫化物SE和有机液体金属锂-BP-DME之间的界面层是一个松散的界面层，其中有机和无机产物是随机堆积的。松散的界面层没有形成一个薄而密的连续无机界面层来阻挡有机Li-BP-DME，而是让液态金属锂不断地通过这个界面层与硫化物SE发生反应，从而消耗了电池中的锂源，降低了电池的循环性能，导致电池的内阻增加，最终失效。 根据上述特征分析，由硫化物SE和有机LE Li-BP-DME反应形成的SEI不能稳定地兼容。因此，有必要设计出化学/电化学稳定、高锂导电性和电子绝缘性并与有机LE Li-BP-DME和硫化物SE兼容的人工SEI层。此文选择了四种可能适用于硫化物SE和液体有机阳极的界面层材料，包括LIPON、富含LiF的界面层、PEO-LiTFSI聚合物和β-Li3PS4/S（图4a-4d）。LIPON界面层的厚度为200纳米，通过磁控溅射在硫化物SE片上，如图4e所示。图4f显示了在固定电流为0.127 mA cm-2时，由Li7P3S11、Li-BP-DME和LIPON界面层组装的对称电池的电压曲线。对称电池显示出低的初始过电位（0.08V），但在循环200小时后电压迅速上升到0.68V。低的初始过电位表明在循环前有一个小的界面阻抗和良好的界面接触，但迅速增加的电压表明LIPON和Li-BP-DME之间有严重的反应。因此，LIPON界面层并没有起到稳定界面的作用。由LIPON和Li-BP-DME之间的反应产生的SEI不具有化学/电化学稳定性和高离子传导性，这样的LIPON界面层就不适合做界面保护。富含LiF的界面层是在Li7P3S11片材的表面原位形成的，实验过程见图4b。从界面层的照片（图4g）可以看出，界面层的厚度均匀性较差，界面层中出现了材料聚集的现象，部分区域出现了可观察到的白色材料聚集。带有富含LiF的界面层的Li7P3S11和Li-BP-DME溶液在0.127 mA cm-2的固定电流下被组装成一个对称电池。电压曲线如图4h所示，这与带有LIPON界面层的对称电池相似。稳定性差的循环200h后，极化电压从0.135V逐渐增加到1.3V，表明界面阻抗逐渐增加。这种界面层不能发挥兼容作用，因此不适合硫化物SE和液体电解质电池系统。PEO-LiTFSI聚合物具有良好的化学/电化学稳定性，可以作为硫化物SE和金属锂之间的界面层，起到良好的界面保护作用。因此，尝试将PEO-LiTFSI聚合物引入硫化物SE和液态金属负极体系中，具体制备过程见图4c。图4i所示为制备好的带有PEO界面层的Li7P3S11薄片，它被组装成一个对称电池。电压曲线如图4j所示。该对称电池在电流密度为0.127 mA cm-2的情况下稳定循环200h，极化电压0.115V几乎没有变化，表明PEO-LiTFSI聚合物和Li-BP-DME之间反应形成的SEI与硫化物SE Li7P3S11兼容。这种SEI具有良好的化学/电化学稳定性，在室温下具有高的Li+导电性，以及理想的电子绝缘性能。另一个有效的界面层是β-Li3PS4/S。该界面层的制备过程如图4d所示，它也是在原地生成的。图4k显示了制备好的带有β-Li3PS4/S的Li7P3S11片，它被用来组装对称电池。对称电池的电压曲线如图4l所示，显示了对称电池在电流密度为0.127 mA cm-2的情况下200h的稳定循环，以及几乎不变的0.075V的极化电压。因此，β-Li3PS4/S界面层适用于硫化物SE和液体电解质电池系统。总之，通过实验筛选，从四种可能的兼容界面层材料中选出了两种具有实际效果的界面层材料（即PEO-LiTFSI聚合物和β-Li3PS4/S）。为了获得具有最佳化学/电化学稳定性和Li+电导率的PEO-LiTFSI和β-Li3PS4/S界面保护层，对两种界面层的制备参数进行了详细研究。PEO界面层有两个关键参数，一个是界面层的厚度，另一个是界面层中锂盐LiTFSI的浓度。首先探讨了PEO界面层的最佳厚度，如图5a所示。探讨了两种LiTFSI浓度（EO/Li+=24和EO/Li+=8）的PEO界面层的不同厚度。通过在Li7P3S11片材上浸泡不同数量的PEO溶液来控制界面层的厚度，PEO溶液的浸泡量为20μL、30μL、40μL和50μL。具有不同厚度参数的界面层的Li7P3S11片被组装成对称的电池。结果表明，在两种锂盐浓度下，不同量的PEO溶液（或不同厚度）的PEO界面层，对称电池在稳定循环200h后，在0.127mA cm-2的电流密度和0.15V左右的小极化电压下表现出良好的循环性能。接下来，我们探讨了不同浓度的锂盐LiTFSI的界面层在相同厚度下的有效性（图5b）。在固定的PEO溶液体积（40μL）下，研究了不同锂盐浓度EO/Li+=120、62.5、30、24、12和8的界面层并组装成对称电池。结果表明，在电流密度为0.127 mA cm-2、极化电压为0.15V左右的小电流下，具有不同锂盐LiTFSI浓度的界面层的对称电池也显示出良好的循环稳定性（200小时）。对PEO界面层的两个最佳参数的探索实验表明，PEO-LiTFSI系统的界面层在实验探索的广泛参数范围内具有良好的有效性。依次探讨了β-Li3PS4/S界面层的最佳厚度参数（图5c）。β-Li3PS4/S界面层的厚度是通过控制硫化物SE Li7P3S11片在β-Li3PS4/S前驱体溶液中的提拉次数来调节的。提拉次数分别为2、4、6、8、10、20和40。可以看出，随着拉动时间增加到10，对称电池的稳定性明显提高，但提拉次数为20和40时，对称电池就失效了。提拉次数少于10次的对称电池失败是因为β-Li3PS4/S界面层的厚度很薄，与Li-BP-DME发生了反应。提拉次数为20次和40次的对称电池的失败原因是β-Li3PS4/S界面层太厚，在原位加热过程中出现裂纹现象（图6i-m）。因此，Li-BP-DME溶液渗透并与硫化物SE Li7P3S11反应，导致对称电池失效。因此，当提拉次数为10时，β-Li3PS4/S界面层的厚度参数是最佳的。极化电压0.08V几乎没有变化，界面阻抗也没有增加，说明这个参数的β-Li3PS4/S界面层是最有效的。循环后的PEO和β-Li3PS4/S界面层的特征由SEM描述，如图6所示。图6a-6h显示了循环后PEO界面层的SEM图像，其中图6a-6d显示了平视形态，图6e-6h显示了横断面形态。图6a显示了循环后带有PEO界面层的Li7P3S11板材。片材的中间部分与Li-BP-DME接触以产生SEI，而片材的边缘部分是涂在Li7P3S11片材上的原始PEO薄膜，没有与Li-BP-DME接触。PEO界面层与Li-BP-DME反应的部分的形态与Li7P3S11片材的未反应区域明显不同。图6c显示了未反应区域的PEO层的放大SEM图像，它是光滑、平坦和致密的。图6b和6d显示了SEI区域的放大SEM图像，它也是致密的，而不是裸Li7P3S11片材的充满裂纹的片材（图1k和1l）。SEI表面是凹凸不平的鱼鳞层，说明靠近Li-BP-DME的SEI表面是以有机物为主体。图6e-6h显示了PEO界面层的横截面形态。循环前的SEM图像为图6e和6g，显示了3.56μm的PEO界面层的致密和平整。图6f和6h显示了循环后PEO界面的SEM图像，其厚度为3.29μm，与循环前相比，其厚度略有减少。然而，它仍然是致密和相对平坦的，没有裂缝。在PEO界面层下的Li7P3S11薄片也得到了很好的保护和致密，没有出现裸Li7P3S11的分层（图1n）。从这两个角度来看，PEO界面层可以有效地阻止液态金属锂-BP-DME对硫化物SE Li7P3S11的侵蚀。β-Li3PS4/S界面层也通过SEM进行了表征，如图6i-6p所示。图6i和图6k是循环前的β-Li3PS4/S界面层的平视形态图。结果显示，界面层的边缘是平坦而致密的，但在界面层的较厚部分存在一些裂缝。图6j和图6l显示了循环后的界面层的平视形态。界面层表面存在裂缝，球形的有机物在裂缝处聚集/生长，而没有裂缝的地方则是平坦而密集的。图6m-6p显示了界面层的横截面形态，其中循环前的界面层光滑、致密、平整，厚度为2.05μm（图6m和图6o）。循环后的界面层厚度约为0.67μm（如果包括上面的凹凸不平的有机层，则1μm），但裂缝出现并增长，使β-Li3PS4/S界面层爆裂（图6n和图6p）。因此，β-Li3PS4/S界面层失败的原因不是它与Li-BP-DME的反应，而是由于其不均匀的厚度所引起的裂缝。Li-BP-DME溶液通过这些裂缝与硫化SE Li7P3S11反应，导致Li7P3S11和β-Li3PS4/S之间的界面反应产物的增长，使界面层破裂。在形成更多的裂缝后，当β-Li3PS4/S界面层被破坏时，对称电池就会失效。为了了解PEO-LiTFSI界面层与硫化物SE Li7P3S11/有机LE Li-BP-DME兼容，以便在室温下实现良好的Li+传导，通过TOF-SIMS技术测量了循环后的PEO@Li7P3S11片。结果显示，大量的无机和有机界面反应产物积累。无机产物包括LiF（F-，Li2F+，Li3F2+），Li2CO3（Li3CO3+），Li2NO3（NO2-，NO3-），Li3P（P-），Li2S（S-），LiH（Li2H+），LiCx（C-，C2-，C4-，C6-，Li3C3+），Li2O（O-），Li3PO4（PO2-，Li3P2O2、Li3P2O3-, Li2PO2+, Li4POH4+），Li2SO3（Li3SO+），LiSH（Li2SH+），LiOH（Li2OH+），微量硫化物SE Li7P3S11的一些分解产物（PS2-，PSO-），以及由微量杂质元素产生的LiCl（Cl-）。有机产品包括乙炔化合物（CH-，C2H-），烷基化合物（CH3+，C2H3+，C2H5+，C3H7+，C4H7+），烯基化合物（C3H5+），甲酸锂HCOOLi（CHO2-）、乙酰化锂HCCOLi（C2HO-），LiTFSI的有机分解产物（OFH3-、CH2OF-、C2O2F-、CNO-）和残留的乙腈（ACN）小分子（CN-）。从负离子（图7a和补充图6）和正离子（图7b）模式的映射图像可以看出，除了C-和Li+的分布相对均匀外，无机和有机二级离子片段的分布并不均匀。这些二次离子碎片的聚集分布与循环后PEO界面层的SEM图像（图6d和图6h）的粗糙表面一致。根据负离子和正离子模式的深度曲线（图7c-7f），S-、SH-和Li+二次离子碎片的信号强度随着深度的增加而增强，这表明SEI层中越来越多的Li2S（S-）、LiSH（SH-）无机物。一些无机离子碎片（如F-、PSO-、PS2-、PO2-、P-、Li3P2O2-、Li2+、Li2OH+、Li2F+、Li3F2+和Li3O+）的信号强度随着深度的增加先减后增，说明这些无机物在SEI表面或深层的分布较多，而在SEI表层的分布较少。其中，无机物LiF（F-、Li2F+、Li3F2+）、LiOH（Li2OH+）、Li3PO4（Li3P2O2-）、Li2O（Li3O+）都是有利于Li+传导的成分。其他无机二次离子碎片如NO2-、NO3-、Li3CO3+、Li2H+、Li3C3+和Li4POH4+的信号强度随着深度的增加而降低，说明Li2NO3（NO2-、NO3-）、Li2CO3（Li3CO3+)、LiH（Li2H+)、LiC（Li3C3+）等无机物更多地分布在SEI层的表面，在SEI层内部分布很少。CN-、CH2OF-、CH-和C2H-的信号强度很强，但随着深度的增加而降低，表明这些有机物主要分布在靠近SEI的表面。CN-的存在表明小的乙腈分子仍然存在，而CH2OF-是LiTFSI的分解产物。其他有机离子碎片C7H5-, C2HO-, CHO2-, OFH3-, C2O2F-, CNO-, CH3+, C2H3+, C2H5+, C3H5+, C3H7+, C4H7+, C3H6O+, CH2OLi+的信号强度随深度增加而明显下降，说明这些有机物只分布在SEI的表面。这些离子碎片的信号强度随深度变化的信息在三维分布图中得到了更直观的体现（图7g）。基于TOF-SIMS的表征结果表明，当温度高于玻璃状态时，PEO-LiTFSI界面层中Li+的传导模式不再是PEO分子链运动引起的Li+的跳跃性传导、而是在PEO界面层中产生了大量的无机锂导体（LiF、Li2CO3、Li2NO3、Li3P、Li2S、LiH、LiCx、Li2O、Li3PO4、Li2SO3、LiSH、LiOH）。一般认为，单一的化合物不能实现理想的SEI膜的理想功能，因为当不同的化合物成分共存于SEI中时，它们可以相互合作，形成异质结构，从而改善阳极面的离子导电性和电子绝缘性能。此外，氰基和甲氟烷的作用进一步改变了Li+在PEO层中的传输模式，因为氟具有很强的电子汲取能力，可以削弱含氟有机物（OFH3-、CH2OF-（甲基氟醚））与Li+的相互作用。此外，含氟有机物可以与含氟阴离子（TFSI-）相互作用，抑制阴离子的运输，从而减少浓度极化。作为增塑剂的小乙腈分子和液体锂金属Li-BP-DME的残留物也可以促进Li+在电解质中的迁移。在无机锂盐、甲醚和增塑剂的共同作用下，界面层可以有效地运输Li+。Li-BP-DME溶液作为一种活性电子间接转移引发剂，可以引发环氧乙烷的阴离子活性聚合，生成PEO。因此，高分子量的PEO与Li-BP-DME具有良好的化学稳定性。因此，该界面层具有化学/电化学稳定性、高Li+导电性和电子绝缘性。由于TOF-SIMS的检测限制，测试深度只能达到500nm，这与SEM显示的2.6μm的界面层厚度不同（图6f和图6h）。因此，TOF-SIMS只测试SEI的表面层和SEI内层的一部分。根据这部分信息，无机产物的信号强度随着深度的增加而增加，而有机化合物的信号强度则随着深度的增加而减少。可以推测，在靠近硫化物SE的一侧积累了更多的无机产物，而在靠近Li-BP-DME的一侧存在更多的有机产物。β-Li3PS4/S能够作为硫化物SE和有机LE电池系统的界面层的机制是由于β-Li3PS4/S与醚基液体电解质反应的唯一产物是DME溶解的Li3PS4，它不溶于各种有机极性溶剂，从而阻止了β-Li3PS4/S的进一步溶解，从而阻止了硫化物SE Li7P3S11被有机LE Li-BP-DME侵蚀的现象。为了了解β-Li3PS4/S界面层如何有效地工作，通过TOF-SIMS技术测量了循环后的β-Li3PS4/S@ Li7P3S11片层。β-Li3PS4/S表面的SEI带负电和正电的片段的质谱显示在补充图8。可以看出，在界面上产生了一些无机和有机产物。无机物有Li2CO3（Li3CO3+）, Li2NO3（NO2-）, Li3P（P-）, Li2S（S-）, LiH（Li2H+）, LiCx（C-）, Li2O（O-）, Li3PO4（PO2-, Li4POH4+）、 LiSH（SH-），LiOH（OH-），硫化物SE Li7P3S11（PS2-，PSO-）的分解产物，以及由杂质元素氟产生的LiF。有机化合物包括乙炔化合物（CH-，C2H-），烷基化合物（CH3+，C2H5+，C3H7+，C4H7+），烯基化合物（C2H3+，C3H5+），甲酸锂HCOOLi（CHO2-），乙酰锂HCCOLi（C2HO-）和其他有机化合物。从负离子（图8a）和正离子（图8b）模式的映射图像可以看出，各种界面产物均匀分布。有机物质CH-、C2H-、C-、O-和无机物质Li2OH+的信号强度很强，说明SEI表面基本上是由有机物质和少量无机LiOH组成。根据负离子和正离子模式的深度曲线（图8c-8f），Li2H+、Li3CO3+、Li4POH4+和Li2F+（杂质碎片离子）的信号强度随深度增加而降低，说明SEI层表面存在Li2H（Li2H+）、Li2CO3（Li3CO3+）、Li3PO4（Li4POH4+）和LiF（Li2F+）。其他无机离子片段，如S-、S2-、SH-、P-、PS-、PS2-、PSO-、Li2+、Li2S+、Li3S+、Li3O+和Li2OH+的信号强度随着深度的增加而增加，表明Li2O（Li3O+）、Li3P（P-）、LiSx（Li2S+, Li3S+）、 LiOH（Li2OH+）、LiSH（SH-）和与Li7P3S11有关的离子性物种PSx-（P-、PS-、PS2-、PSO-是PSx-的氧化产物）在SEI层的分布相对较多，在SEI表层的分布较少。与无机物的信号强度相比，大多数有机物（CHO2-, C2HO-, CH3+, C2H3+, C2H5+, C3H3+, C3H5+, C3H7+, C4H7+）的信号强度较弱，并随着深度的增加而降低，说明它们只分布在SEI表面。相反，CH-和C2H-信号强度较强，并随深度的增加而减少，表明SEI中的有机物质。这些二级离子片段的信号强度随深度变化的信息在三维分布图中得到了更直观的体现（图8g）。从上述数据中，可以得到一个相对清晰的SEI结构。β- Li3PS4/S界面层被分为两层。靠近Li-BP-DME的一层是溶解的β-Li3PS4/S，因为在这层中同时存在着与Li3PS4有关的离子物种PSx-和与DME有关的有机离子物种CH-, C2H-, CHO2-, C2HO-。此外，一些无机锂导体Li2CO3、Li3PO4、LiF、Li2O、Li3P、LiSx、LiOH（Li2OH+）和LiSH也存在于该层中，它们相互配合，提高了Li+的导电性和负极端的电子绝缘性。另一层是靠近硫化物SE Li7P3S11的致密的β-Li3PS4/S层。受TOF-SIMS测量范围的限制，SEI的深度为500nm，小于SEM显示的SEI层厚度的1μm（图6n和图6p）。然而，根据有机和无机物质随深度增加而变化的趋势，可以推断出SEI具有上述的双层结构。经过一系列的表征分析，得到了裸Li7P3S11以及PEO-LiTFSI和-Li3PS4/S界面保护层的SEI信息，如图9a-9c所示。裸硫化物SE Li7P3S11的SEI结构（图9a）由两层组成。靠近有机LE Li-BP-DME的一侧是一个松散多孔的有机层，它是由Li-BP-DME的联苯和二甲醚分解形成的。这种可被液态金属锂渗透的SEI层包括一个相对密集的无机内层和一个富含有机物的外层。在Li7P3S11的一侧是一个无机松散层，其中分布着少量的有机物。因此，Li-BP-DME溶液可以穿透这层非致密的SEI，继续与硫化物SE反应，导致这个电池系统的失败。还得到了一个清晰的PEO-LiTFSI界面保护层的SEI结构（图9b）。这个SEI层由PEO框架组成，它与Li-BP-DME的化学性质稳定，其中存在大量的无机Li+导电成分（LiF, Li2CO3, Li2NO3, Li3P, Li2S, LiH, LiCx, Li2O, Li3PO4, Li2SO3, LiSH, LiOH）。这些无机成分相互合作，以提高Li+的导电性和阳极一侧的电子绝缘性。再加上少量的乙腈小分子和甲氟烷（CH2OF-）的作用，SEI层在室温下可以有效地传导Li+。图9c显示了β-Li3PS4/S界面保护层的SEI结构，它由两层组成，靠近Li-BP-DME的一层是溶解的β-Li3PS4/S。另一层是靠近硫化物SE Li7P3S11的密集的β-Li3PS4/S层。同时，一些无机锂导体Li2CO3、Li3PO4、LiF、Li2O、Li3P、LiSx、LiOH(Li2OH+)和LiSH相互配合，提高了Li+的导电性和阳极一侧的电子绝缘性。在明确了PEO-LiTFSI和β- Li3PS4/S界面层的机制后，组装了具有两个界面层的对称电池，以测试硫化物SE Li7P3S11对Li1.5BP3DME10阳极的界面稳定性。图10显示了Li-BP-DME//β-Li3PS4/S//Li7P3S11//β-Li3PS4/S//Li-BP-DME电池和Li-BP-DME//PEO//Li7P3S11//PEO//Li-BP-DME电池在固定电流为0.127 mA cm-2和面积容量为0.254 mAh cm-2的电压曲线。两种电池都表现出低的初始过电位（PEO和β-Li3PS4/S约为0.11V）。带有PEO界面层的电池可以稳定地循环约1000小时（电压上升到0.8V），而带有β-Li3PS4/S界面层的电池可以稳定地循环约1100小时（电压上升到0.2V）。与Li-BP-DME/裸露的LPS/Li-BP-DME对称电池相比，这些带有PEO和β-Li3PS4/S保护层的电池显示出更好的循环稳定性（~1000小时和~1100小时）。【结论】总之，通过一系列系统的表征，明确了硫化物SE Li7P3S11与有机LE Li-BP-DME之间的界面反应机制。在此基础上，设计并探索了硫化物SE (Li7P3S11)与有机LE (Li-BP-DME)之间稳定的界面层材料，从而突破了硫化物SE与有机LE之间长期存在的固-液界面相容性难题。事实证明，PEO-LiTFSI聚合物界面层和β-Li3PS4/S界面层在近1100h和1000h的长期稳定循环中是有效的。此外，对这两种界面层进行了详细的描述，以深入了解其保护机制。该工作为解决硫化物固体电解质与有机液体电极之间的固-液界面相容性问题提供了宝贵的方法，对进一步提高锂电池的循环寿命和安全性具有重要的现实意义。 【作者及团队介绍】 第一作者：彭健，男，博士毕业于中科院物理所。研究方向为新型电极材料、新型硫化物固态电解质材料及电池研究。伍登旭，男，本科毕业于北京理工大学化学与化工学院，现为中科院物理所E01组研究生。主要研究方向为硫化物固态电解质及其界面问题。姜智文，男，本科毕业于南京工业大学，现为英国南安普顿大学研究生。主要研究方向为硫化物固态电解质及其界面问题。 合作作者：陈立泉：中科院物理所博士生导师。中国工程院院士。北京星恒电源股份有限公司技术总监。曾任亚洲固体离子学会副主席，中国材料研究学会副理事长，2004年至今任中国硅酸盐学会副理事长。主要从事锂电池及相关材料研究，在中国首先研制成功锂离子电池，解决了锂离子电池规模化生产的科学、技术与工程问题，实现了锂离子电池的产业化。近年来，开展了全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池、室温钠离子电池等研究，为开发下一代动力电池和储能电池奠定了基础。曾获国家自然科学奖一等奖、中科院科技进步奖特等奖和二等奖，2007年获国际电池材料协会终身成就奖。2001年当选为中国工程院院士。合作作者：李泓：中国科学院物理研究所研究员，博士生导师。主要研究方向为高能量密度鲤离子电池、固态鲤电池、电池失效分析、固态离子学。提出和发展了高容量纳米硅碳负极材料，基于原位固态化技术的混合固液电解质高能量密度鲤离子电池及全固态电池等。发表了470余篇学术论文，引用47000次，授权70余项发明专利，H因子115。国家重大人才工程B类专家，荣获国家杰出青年科学基金资助。目前是科技部和工信部+四五储能和智能电网重点专项实施方案与指南编写组的总体组组长，国家新能源汽车创新中心学术委员会委员。国际固态离子学会、国际鲤电池会议、国际储能联盟科学执委会成员。围绕固态电池，推动孵化成立了多家企业。 通讯作者：吴凡：中科院物理所博士生导师、共青团常州市委副书记。入选国家级人才计划、中科院人才计划、江苏省杰出青年基金。获全国青年岗位能手（共青团中央）、全国未来储能技术挑战赛一等奖、全国先进储能技术创新挑战赛二等奖（国家工信部）、江苏青年五四奖章等荣誉。

近年来我国新能源行业高速发展，从披风斩棘到乘风破浪，取得了骄人的成绩，同时推动着汽车产业的电动化变革，也带动了对锂电材料的广泛的关注与研究锂离子电池是通过锂离子在正极和负极材料之间来回嵌入和脱嵌，实现化学能和电能相互转化的装置。而正极材料是锂离子电池的重要组成部分，直接决定电池的能量密度与安全性，影响着电池性能的高低，在电池材料中具有举足轻重的地位。材料的微观结构与其性能密切相关，若需要正极材料在锂电池中发挥出优良的性能，需要对材料的颗粒结构与形貌，表面化学性质，颗粒晶体结构等物理化学性质进行优化控制。应用扫描电子显微镜对正极材料进行微观观察和分析，已经成为行业内的一种必备检测手段。Apreo2高分辨场发射电镜，可以直观清晰观察到各类电极材料的表面特征，为锂电升级研发提供充足的检测基础。图1：左上：钴酸锂正极材料；右上：镍钴锰三元前驱体；左下：镍钴锰三元烧结体；右下：包裹有机活性剂的正极颗粒然而仅对颗粒表面的观察并不全面，颗粒内部的晶体取向，孔隙分布等状态，对电池的快充性能与能量密度也十分重要。对于微小的粉末颗粒，需要在不改变颗粒样品本身形貌，不对样品产生损伤的前提下，对其截面进行制样。氩离子抛光（CP）是行业内非常常用的制样手段。氩离子抛光通过使用宽束氩离子束，在原子层面上，对样品进行表面剥离，可以得到干净整洁，组织清晰，没有划痕及杂质干扰及应力损伤层的截面样品。图2：经过氩离子抛光制样的正极材料截面图3：经过制样，还可应用EBSD对内部晶粒取向进行表征，观察其内部柱状晶的排列与取向观察正极材料内部截面，除了应用“氩离子抛光+SEM”组合，还以应用双束（Dual Beam；FIB）技术。双束作为可以在微纳米尺度对样品进行定点加工的工具，可以在感兴趣的点位对颗粒进行切割抛光，例如下图同一颗粒的中间位置，以及边缘位置，同时双束电镜作为加工、观察、分析的一体化平台，可对材料进行多角度的观察分析。图4：通过双束系统对NCM单颗粒进行分析表征在双束平台上，应用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIM）等分析手段，可以对颗粒的元素分布，包括轻元素，进行二维及三维表征。图5：左：三元正极材料内的锂的三维分布；右：放大的二维SIMS图像以显示NCM颗粒内的Li元素分布引用文献[1] 李渊, 李绍敏, 陈亮,等. 锂电池正极材料磷酸铁锂的研究现状与展望[J]. 电源技术, 2010(9):4.[2] 刘旭燕, 李旭阳, 瞿诗文. 磷酸铁锂正极材料的研究现状[J]. 有色金属材料与工程, 2021, 42(3):7.[3] http://ex.chinadaily.com.cn/exchange/partners/82/rss/channel/cn/columns/sz8srm/stories/WS62d0d78ea3101c3ee7adf52b.html

pspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "　　由于化学电源的电化学性能与电极/电解质的界面过程密切相关，涉及电荷转移、离子输运、相的生成和转化等步骤，在纳米尺度上深入理解界面过程对于器件设计和材料优化具有重要意义。然而能源体系的运行环境非常复杂，涉及无水无氧环境、有机/离子液体电解质体系、多相界面、多电子反应过程等，因此，针对性发展复杂体系下电化学界面高分辨原位成像方法，从而实现电化学反应过程的实时追踪和原位分析，也是电分析化学的挑战和难点之一。br//span/ppbr/span style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "　　中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室文锐课题组致力于锂电池界面电化学过程的原位研究并取得系列进展。在前期工作中，他们利用氩气环境下的原位原子力显微镜(AFM)，在以[BMP]sup+/sup[FSI]sup-/sup为代表的离子液体中，捕获纳米尺度上锂离子电池中高定向热解石墨(HOPG)表面固态电解质界面膜(SEI)的初始成核、逐步生长及成膜的系列演化过程，并揭示了不同离子液体中SEI膜的界面性质及与电池性能相关性。相关成果发表在 ACS Applied Materials & Interfaces 上。br/br/　　进一步，研究人员开展了具有高理论能量密度(2600 Wh/kg)锂硫电池中界面电化学反应的系列研究。利用电化学 AFM 及谱学分析表征，实现了在锂硫充放电过程中还原产物硫化锂和过硫化锂在界面形貌演变及生长/溶解过程的原位监测(图1)，并提出过硫化锂在循环过程中不可逆反应产生的界面聚集是导致电极钝化及电池性能衰减的原因之一。恒电流控制下的原位成像研究表明，电流密度大小影响界面形貌及沉积物种类，直观揭示了结构-性能关联性。相关成果发表在 Angewandte Chemie International Edition 上。br/br/　　近日，科研人员利用电化学 AFM 进一步探究了在高温条件下锂硫电池在LiFSI基电解液中的界面行为与反应机制(图2)。研究发现，在高温60℃时，阴极/电解质界面在放电过程中会原位形成一层由LiF纳米颗粒构成的功能性界面膜，并通过物理尺寸效应及化学吸附作用捕获电解液中的长链多硫化锂。此过程有利于抑制多硫化物穿梭效应及副反应的发生，并增强界面电化学反应的可逆性。该研究通过原位表征与分析为高温电化学行为在纳米尺度提供了直接的界面机理解释，也为锂硫电池的电解液设计及性能提升提供了思路和指导。相关成果发表在 Angewandte Chemie International Edition 上。br/br/　　研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院的支持。/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/0a9eee39-49a2-4c61-9964-34c61b6891a0.jpg" title="1.jpg"//ppspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "strong图1.原位AFM电化学池示意图(左)及放电中锂硫界面反应过程的原位AFM图像(右)/strong/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f9c7499b-e1eb-4d46-8f9d-0cdc07b1cc1b.jpg" title="2.jpg" style="width: 500px height: 252px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="252" border="0"//ppspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "strong图2.高温60℃下锂硫电池中阴极/电解质界面过程示意图/strong/span/p