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学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

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日前,我们报道了来自澳大利亚莫纳什大学和迪肯大学的一项研究成果。研究人员于2019年3月1日在《Science》杂志发表《通过非热处理手段实现铝合金的析出强化》一文,孙文文博士(第一作者)和Christopher Hutchinson教授(通讯作者)在铝合金领域的研究工作引起学术界的广泛关注,很多读者好奇这篇工作的创新点究竟在哪,究竟有哪些重大突破才发表在顶级期刊上?为了更加深入地了解这项成果及背后的故事,我们与本文一作孙文文博士进行了专访。(点此查看上期→厉害!铝合金也能发《Science》新型室温强化方式!

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

△孙文文博士

高强度的铝合金是一种广泛应用于交通运输、航空、舰艇及兵器等领域的重要轻量化材料。自从Alfred Wilm于1906年发表了第一个有关通过热处理的方式析出强化铝合金的专利以来,在过去的100多年中,制造高强韧铝合金的方法只有一种,即通过数小时的时效热处理来实现析出强化,该方法可称为“bake”。对于析出强化这个早已成形的方法,除了通过热处理来实现,还能有什么其它途径呢?本论文打破了100多年来人们固有的观念,提出了一种全新的析出强化方式,即室温循环强化,也可称为“shake”。

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

本论文是基于对前人所研究的铝合金动态析出相析出机理的理解、总结、提炼与升华,研究人员发现,在室温下通过控制加载在样品上的应力并在一定频率下以反复单轴拉压的方式处理过的棒状铝合金样品,其在更短的时间内(数十分钟)达到了与传统峰时效热处理(T6状态)相近甚至更优越的力学性能。该方法不需要任何升温的时效热处理,其强化机理为:反复的机械变形驱动铝合金内部位错的往复运动,从而源源不断地产生空位,空位的产生驱动了溶质原子的扩散从而形成大量细小而均匀的原子团簇,这些原子的聚集可以强有力的阻碍位错运动,从而达到强化效果。通过该方法强化的铝合金组织在晶界附近未发现无析出带,所以组织更加均匀,这点是时效热处理无法媲美的,因此预测其有更强的抗破坏能力和更优异的抗腐蚀性能。未来有希望广泛应用于关系国计民生的重要场景。

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

该文章第一作者是莫纳什大学的孙文文博士,本科毕业于中南大学与莫纳什大学,博士期间师从ChristopherHutchinson教授研发超高强度低合金马氏体时效钢。博士后期间与Hutchinson教授合作研究铝合金动态析出、开发第三代先进高强钢和利用表面析出相提高铝合金的抗腐蚀性能,Hutchinson教授也是此工作的通讯作者。Hutchinson教授担任金属材料顶级期刊《Acta Materialia》和《Scripta Materialia》的编辑,长期从事金属材料(包括钢铁、铝合金、钛合金和铜合金等)的相变、力学、热力学模拟方面的研究。

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从高中到博士后,努力是她的标签,Chris教授曾向其它人评价“孙文文工作起来就像一台机器”。在国外读书和做科研的9年多里,工作到半夜是家常便饭,但并不会因此而觉得苦和累,每次实验的一点小进步都会让她充满成就感,乐在其中。

这篇《Science》里很难攻克的点不占少数,例如原子级别的表征 – 透射电镜和原子探针。透射电镜部分的表征是由第二作者有名的电镜专家朱玉满完成,凭借其精湛的技术和完美的表征,使我们对细小析出相有了最初的认识。

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

原子探针部分是孙文文在Deakin大学Marceau博士实验室里完成的,而原子探针的样品制备、数据采集和数据分析是本项目的一大难题,在连续半年多的时间里,经过数次的实验一直采集不到可用的数据,在大家快要放弃原子探针的情况下,在Marceau博士的帮助下,孙文文进行了最后几次尝试与改进,终于收集到了可用的数据。白天在Deakin大学收集数据,驱车100多公里晚上回到Monash连夜分析处理到凌晨3点多,最终得到了能够清楚地解释问题的结果。这篇文章的发表,除了孙文文自己的坚持与努力外,她更要感谢导师Chris通过长期的积累后给她提供的机遇和良好的实验条件,还有其它作者的大力支持,可谓是“天时地利人和”,当然更离不开家人在国内的鼎力相助。

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

合作导师Chris Hutchinson是在孙文文在读本科的金属材料的授课老师之一,由于孙文文经常课后去找Chris问问题,所以Chris对她的印象很深刻。在2010年末,孙文文本科即将毕业考虑读博的时候,由于其它几个要好的同学及学长学姐都留在Monash读博士了,所以她也毫不犹豫地选择和他们一样的发展,于是她找到了Chris问能否在他的课题组读博,出于对她的信任,Chris把一个刚刚申请下来的比较重要的工业项目当作博士课题交给了孙文文来做,后来在2014年末该项目完成企业所要求的目标并顺利结题。

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聪明而且努力是Chris给所有他带过的学生留下的印象,他的努力程度可以说是超过了99%的土生土长的澳洲人,这也是他学术上取得巨大成功的原因之一。做为金属材料顶级期刊的编辑,他对稿件的处理也得到了很多科研人员的好评。他的这种努力带给孙文文的影响就是“我导师都这么努力,我还有什么理由不努力呢”。

当然,科研也不是占据了她全部时间,除了做实验,最大的爱好就是购物。她有很多很多的衣服、鞋、包和化妆品是同住一个屋檐下的室友们对她的印象,几乎每周都有收不完的快递,连邮局的快递员叔叔不用看驾照就认识这个Wenwen。实验进展顺利就买件衣服奖励自己,亦或者实验进展不顺利就买支口红安慰一下自己,总会找到各种买买买的理由。

学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!
学术女神孙文文:把传统金属发在《Science》!

在国外学习工作9年多的时间里,孙文文一直都怀着感恩之心,希望回国工作。她近期已经将回国提上日程,将在国内一所高校担任教师。我们祝福孙文文能继续在相关领域取得更多成果!

来源:材料科学与工程微信公众号。转载请联系微信mse_material

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