科技竞争赢在先机
中国散裂中子源就像“超级显微镜”
是研究物质材料微观结构的理想探针
其中，由中国散裂中子源联合东莞理工学院、
香港城市大学建设的多物理谱仪
自2021年下半年正式投入使用以来已完成用户实验50多个近日，多物理谱仪建成以来的首批用户实验产出一项高水平科研成果
科研论文发表于国际顶级学术期刊
近日，东莞理工科技创新研究院博士宋成浩在冶金材料领域的TOP期刊《Scripta Materialia》上发表题目为《A new hot-rolled lightweight steel with ultra-high strength and good ductility designed by dislocation character and transformation strain》的研究论文。该论文设计了一种兼具超高强度与良好塑性的新型轻量化汽车用钢，并进行了大量实验研究和机理分析。论文中的中子衍射实验依托多物理谱仪完成，是该谱仪建成以来的第一批用户实验产出的高水平科研成果之一。据悉，多物理谱仪是一台中子全散射谱仪，可用于不同有序度材料的结构研究。该谱仪由东莞理工学院投资约8000万元，与中国散裂中子源及香港城市大学共同研发建设，是国内首台中子全散射谱仪，也是中国散裂中子源第一台合作谱仪。论文第一作者为东莞理工学院机械工程学院博士宋成浩，合作作者中国散裂中子源殷雯研究员、徐菊萍博士和陈怀灿博士为研究提供了有力的技术支持。机械工程学院王皓亮博士、孙振忠教授参与了研究工作。
（图. 5Si中锰钢热轧板力学性能及与其它中锰钢热轧板的对比）
汽车轻量化是显著提升新能源汽车续航里程的重要手段，其主要目标是实现汽车用钢的高比强度、比刚度和良好的塑性、韧性，传统的加Al中锰钢虽然具有较强的轻量化能力，但是Al的加入会引起连铸时堵塞水口、降低刚度、物相控制复杂等缺陷。此项研究采用以Si代Al的思想，通过实验研究Si的加入对组织、位错状态及力学性能的影响。该研究突破了传统加Si恶化钢性能的观点，为未来新型高强塑性钢铁材料的研发提供了从调控位错状态角度设计材料的新思路。
多物理谱仪其设计通量是同功率英国散裂中子源ISIS全散射谱仪GEM的4到5倍，分辨率与兆瓦级美国散裂中子源SNS全散射谱仪NOMAD相当，分辨率达世界领先水平，已于2021年下半年正式投入使用。目前，申请利用这台谱仪做实验的科研项目有300多项，香港城市大学专门为此申请了5项实验。
中国散裂中子源谱仪大厅
目前，中国散裂中子源已建成4台谱仪。中国科学院高能物理研究所东莞研究部中子科学部副主任张俊荣介绍说，中国散裂中子源从建设起，就与港澳科研机构保持着良好的合作与互动。中国散裂中子源正在与澳门大学中药质量研究国家重点实验室，合作开展药物控释的研究；香港中文大学、香港科技大学、香港理工大学、澳门科技大学等单位的用户也在这里开展多项实验研究。中国散裂中子源作为用户平台，带来的成果已遍地开花。香港大学黄明欣团队发现了效能创世界纪录的“超级钢”。他们在中国散裂中子源上利用中子的穿透能力，精确测量获得相体积分数和位错密度，首次从微观层面揭示了这种“超强钢”既有创纪录的强度，又有非常好的韧性的新机制。该成果2020年发表在《科学》杂志上。
中国散裂中子源是世界上第4台脉冲型散裂中子源。截至目前，它的注册用户超过了3400个，其中1/4来自粤港澳大湾区，包括港澳用户58个。同时，中国散裂中子源完成六轮用户实验共600项课题，为深海潜水器等大型工程部件残余应力和服役性能提供检测手段，为高性能结构材料的微观探测提供了关键技术支撑，也是新能源锂电与储氢材料以及半导体芯片等材料检测不可替代的研究平台。