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校園達人

寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來——雷智鋒

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雷智鋒,男2020欧洲杯平台主页,1989年5月出生,北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室2014級博士研究生,導師呂昭平教授2020欧洲杯平台主页。2012年以383分的考研成績幸運的投入呂昭平教授團隊。自進入北京科技大學以來,本人積極上進,嚴格要求自己,碩士前兩年努力學習專業知識,并取得了較為優異的成績。在努力學習專業知識的同時,本人也積極開展科學研究2020欧洲杯平台主页,努力提升自己的科研技能和科研素養。兩年的碩士學習階段,自己受益匪淺,不僅專業知識得到了很大的補充和提高2020欧洲杯平台主页,更是培養了自己對科研的熱情和興趣,使自己堅定的想要早日投入科學研究中去,早日融入呂昭平教授課題組這個優秀的科研團隊。2014年自己順理通過碩博連讀考核2020欧洲杯平台主页,并繼續師從呂昭平教授從事科學研究。自進入博士階段,自知身份變化的同時,自己也愈發的喜歡科研這一行業,也立志想要為課題組做出自己的貢獻。

本人長期以來主要從事的是難熔高熵合金的強韌化研究2020欧洲杯平台主页。目前以第一作者身份發表SCI文章3篇2020欧洲杯平台主页。一項研究成果發表在國際頂尖學術期刊《Nature》上[Nature, 2018, 563(7732): 546.],另外兩項成果發表在《Scripta Materialia》上[Scripta Materialia, 2018, 146: 340-343;Scripta Materialia, 2019,165: 164–169.]。迄今為止,本人已有三項專利得到授權。此外2020欧洲杯平台主页,本人也積極參加各項學術交流2020欧洲杯平台主页,參加了國內的多項科學會議2020欧洲杯平台主页2020欧洲杯平台主页,也赴美國菲尼克斯參加了TMS國際會議2020欧洲杯平台主页,并作了口頭報告2020欧洲杯平台主页,也曾赴香港參加GRC會議。

工作方面,自己曾擔任新金屬材料國家重點實驗室非晶梯隊的黨支部書記,在任職期間2020欧洲杯平台主页,我兢兢業業2020欧洲杯平台主页,不僅較為優異的完成了老師們交給的各項任務2020欧洲杯平台主页,也積極團結梯隊的同學們2020欧洲杯平台主页,出色的完成了各項學院及學校的工作。例如,開學的迎新工作,元旦晚會,十一國慶,紅色1+1等。梯隊黨委同志與班委同志一起合作,開展了多項科研技能及社會實踐活動,為班級贏得了多項榮譽2020欧洲杯平台主页,包括優秀班集體2020欧洲杯平台主页,優秀黨支部等。自己也有幸獲得了老師和同學們的認可,授予我優秀學生干部的稱號。

生活方面,我熱愛生活2020欧洲杯平台主页,樂觀積極2020欧洲杯平台主页。博士四年級的時候,我還在為學術論文拼搏著。因為一直沒有文章的緣故2020欧洲杯平台主页,自己很著急,壓力很大2020欧洲杯平台主页。呂昭平教授了解到我的情況后2020欧洲杯平台主页,總是抽空開導我,激勵我頂住壓力,沖擊好文章。正是這段時間的歷練,自己對生活的態度,對未來的期望越發清晰,越發的想要證明自己。在呂昭平教授的幫助下,自己也逐漸克服了心理壓力,從而能夠更加投入的繼續開展科研工作。這段時間的歷練2020欧洲杯平台主页,自己也學會了調控情緒,緩解壓力2020欧洲杯平台主页,釋放自己。學會了如何在困境中提高自己,學會了更加積極的面對生活和工作,更是學會了從容的面對各種挫折。

自己的博士階段尚未結束2020欧洲杯平台主页,相信這段博士生活一定會讓我終身受益2020欧洲杯平台主页。未來2020欧洲杯平台主页,我將繼續秉承積極進取的心態,為自己熱愛的科學事業積極奮斗。期望以后自己會有更多更好的成果來為課題組做出更多的貢獻。

下邊分享我在導師的指導下發表《Nature》論文的心路歷程,與大家共勉。

砥礪前行:記呂昭平教授課題組第二篇Nature成功之路

2018914日晚上十一點四十分,一封來自導師呂昭平教授的郵件讓我興奮的睡不著覺,終于收到了期盼已久的Decision---Accepted2020欧洲杯平台主页,萬分感激!感謝導師呂昭平教授對我的信任和不懈的支持,也感謝課題組吳淵教授,劉雄軍教授,王輝副教授,蔣雖合老師對我的指導和幫助2020欧洲杯平台主页,感謝課題組師兄師姐師弟師妹們的支持和鼓勵。有幸成為呂昭平教授團隊的一員2020欧洲杯平台主页,非常榮幸自己能為課題組做點貢獻。也非常感謝北京科技大學以及新金屬材料國家重點實驗室對我的培養。

回顧四年多的實驗,六個月的投稿過程,不由得感嘆良多。以下與大家分享這篇文章的經驗教訓,與大家共勉2020欧洲杯平台主页。

文章所研究的現象是2014年6月份發現的,當時我正處于碩士二年級,并已經順利取得碩博連讀資格。在呂教授的幫助和指導下2020欧洲杯平台主页2020欧洲杯平台主页,我很快的找到了科研切入點,發現在TiZrHfNb難熔高熵合金中添加間隙原子,特別是適量的氧原子,其拉伸強度和塑性均提高了。呂教授很快就意識到這項研究意義重大,它打破了人們對傳統間隙強化的認知2020欧洲杯平台主页,即一般認為間隙強化2020欧洲杯平台主页,強度雖可以大幅提高,但同時塑性也會大幅降低。那么問題來了,為什么在這個合金里間隙強化塑性反而提高了呢?這就需要我們深入研究其微觀變形機理2020欧洲杯平台主页2020欧洲杯平台主页。

我們首先懷疑的是,我們的合金中是否存在相變誘導塑性(TRIP)或孿晶誘導塑性(TWIP)效應,因為同時提高合金強度和塑性大都是由于TRIP或TWIP效應的存在。針對這個假設,我們開始做了大量的原位和非原位的表征,如原位拉伸條件下的中子衍射2020欧洲杯平台主页,原位透射電鏡觀察,非原位的X射線衍射,非原位的透射電鏡表征等。實驗結果表明2020欧洲杯平台主页,合金中并不存在這兩大效應。接著呂教授又意識到,我們會不會是一種全新的應變硬化機制呢?如果是的話,那我們研究工作的意義就更加重要了,這將會為后續的科研工作者設計高強度高塑性金屬材料提供另外一條切實可行的強韌化途徑。

緊接著,我們又做了大量的掃描電鏡和透射電鏡表征2020欧洲杯平台主页,結果顯示我們所研究的合金自始至終都是單相的BCC結構,且其塑性變形方式是以位錯的滑移為主。查閱大量文獻,并經過反復的討論和思考2020欧洲杯平台主页,我們開始懷疑,塑性的來源會不會來自于氧原子與位錯產生了交互作用,改變了位錯的滑移方式,從而致使塑性變形均勻化呢2020欧洲杯平台主页?為了驗證我們的猜想2020欧洲杯平台主页,我們又開始進行掃描透射電鏡表征。我們對基體TiZrHfNb高熵合金,添加2.0 at%氧的合金以及添加2.0 at%氮的合金分別進行8%的拉伸變形后卸載,然后觀察此時的位錯形態。我們驚奇的發現2020欧洲杯平台主页,添加氧原子的合金位錯滑移方式跟基體合金和添加氮的合金的位錯滑移方式明顯不同,即在添加氧的合金中,位錯滑移以波浪滑移為主2020欧洲杯平台主页,而在基體合金和添加氮的合金中位錯的滑移方式是以平面滑移為主。且由于BCC金屬的滑移系較多,以交滑移主導的位錯波浪滑移將會大大提高位錯的形核及增殖速率2020欧洲杯平台主页,促進BCC金屬變形的均勻化2020欧洲杯平台主页,促使大量位錯的增殖和位錯密度的增加。最終合金的加工硬化率得到了提高,這就是添加氧原子后合金塑性提高的原因2020欧洲杯平台主页。

至此2020欧洲杯平台主页,我們知道了加氧改變了合金中的位錯滑移方式是其塑性提高的來源。但呂教授并不滿足于此,呂教授希望更進一步,弄清楚為什么添加氧原子后位錯的滑移方式會發生改變呢?這就涉及到原子尺度的結構表征和變形機理的研究,當然這就不可避免的需要用到先進的球差矯正透射電鏡及三維原子探針。由于實驗條件的限制,兩年的時間里我們都在國內外尋找合作者,以期望將我們的原子尺度的結構及變形機理表征出來。終于幾乎在文章投稿的前一周,我們將所研究合金的原子尺度的結構及變形機理表征出來。通過與德國馬普所和中國科學院物理研究所合作,我們又驚奇的發現,雖然我們的氧原子處于間隙位置,但卻與以往認知的間隙原子分布狀態有差異,即氧原子是有序的分布在間隙位置,而不是隨機分布的。

經過與呂教授及課題組其他老師的反復討論,我們一致覺得我們可能發現了一種新的間隙原子的存在形式,即有序間隙原子復合體。在TiZrHfNb高熵合金中添加氮原子卻并沒有發現這一現象,從原子尺度上我們發現了氧原子的特殊存在狀態2020欧洲杯平台主页。接著我們開始研究這種有序間隙原子復合體與合金中位錯的交互作用。我們發現2020欧洲杯平台主页,添加氧的合金變形的過程中存在著大量的位錯釘扎的現象2020欧洲杯平台主页,這說明位錯交滑移來源于某種“粒子”對位錯的釘扎作用。進一步地,我們深入研究釘扎點處原子尺度的結構,我們發現釘扎點均存在有序間隙氧原子,而遠離釘扎點的區域卻并沒有有序間隙氧原子的存在。這就證明對位錯起到釘扎作用的就是我們所發現的有序間隙原子復合體。至此,我們又從原子尺度上理解了添加氧原子合金強度和塑性同時提高的結構起源及變形機理。

在書寫文章之前,我們開始反復的討論,我們這項工作的意義和貢獻到底在哪里?經過幾番思考和激烈的討論,我們達成共識,我們工作的意義主要有兩項:發現了間隙原子新的存在狀態并提出了一種新的應變硬化機制2020欧洲杯平台主页;新的應變硬化機制能夠同時提高合金的強度和塑性,為設計高強度高塑性金屬材料提供了新途徑。

找到了我們研究工作的意義所在后,我們就開始著手書寫這篇文章。一篇好文章2020欧洲杯平台主页,實驗結果固然重要,寫作也同樣重要。我們的第一版論文初稿是2016年11月完成的,然后經過兩年左右的雕琢,前前后后經歷一百多次的修改2020欧洲杯平台主页,這一篇文章的寫作就占了37.9G的內存空間,終于2018年3月確定了論文的最終版本并開始進入投稿階段2020欧洲杯平台主页。

2018年3月8日文章正式提交,每天我都會查看論文的狀態,終于21天后,呂老師告知我,文章送審了,開始進入祈禱階段2020欧洲杯平台主页。在忐忑不安煎熬了一個多月后,4月25日一審意見終于回來了。幸運的是兩個審稿人中,一個審稿的意見非常正面,而另一個則略顯保守。接下來是緊張的回復審稿意見的過程。經過我們反復的討論修改,回復意見于5月8日完成并提交。接下來又是緊張的等待文章的審判。Nature的編輯非常嚴格,鑒于第一輪審稿中有一個審稿人略顯保守2020欧洲杯平台主页,他們決定再加一個審稿人。這樣一來,我們就更加緊張了。不過自始至終我們還是非常有信心我們能夠打動審稿人和編輯的。第二輪審稿時間比較長,足足花了兩個多月。8月1日,第二輪審稿意見終于回來了。新加的一個審稿人對我們的工作也同樣給予了高度評價,并建議發表。最終編輯原則上同意接收我們的文章??吹骄庉嬙瓌t上同意發表,頓時欣喜萬分,但還不能掉以輕心,畢竟只是原則上同意發表。

接下來就是緊張的修改格式和文字階段。萬里長征,勝利就在眼前,我們卯足勁,繼續加油,不敢有絲毫的松懈2020欧洲杯平台主页。8月7日,我們提交了修改版。然后又進入等待階段。9月14日收到最終接收郵件的那一刻,我們才真正的稍微輕松了。

回顧整個實驗2020欧洲杯平台主页,寫作,投稿和回復意見的全過程,感概良多,深深的覺得科研來不得半點虛假2020欧洲杯平台主页,只有一步一個腳印2020欧洲杯平台主页,踏踏實實的完成每一項工作才能把工作做好2020欧洲杯平台主页!衷心的祝愿我們每一位科研工作者都能做出更多更好的科研成果,造福社會2020欧洲杯平台主页,造福人類。

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