材料是人類物質(zhì)文明的基礎(chǔ)，并逐漸成為電子信息、生命科學(xué)、冶金制造、能源利用、航空航天等領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。
當(dāng)前，各個(gè)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧闲枨蟮娜找嫫惹校沟媒Y(jié)構(gòu)材料及力學(xué)性能的研究內(nèi)涵發(fā)生了深刻的變化。但材料的力學(xué)性能表征和服役行為研究始終是材料科學(xué)的核心，也是傳統(tǒng)材料高性能化和新材料創(chuàng)制開發(fā)的重要前提。
依托西安交通大學(xué)建立的金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是目前我國材料科學(xué)領(lǐng)域唯一的、以材料力學(xué)行為研究為主的國家級實(shí)驗(yàn)室，其始終作為材料力學(xué)行為研究的引領(lǐng)者，面向國家重大需求及國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，為推進(jìn)傳統(tǒng)材料和新材料在高新技術(shù)和國家安全重大裝備等方面的應(yīng)用，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
引領(lǐng)前沿
自1995年建成并對外開放以來，金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室始終瞄準(zhǔn)國際舞臺，致力于引領(lǐng)前沿研究，在包括《自然》在內(nèi)的眾多國際頂尖期刊上發(fā)表了多項(xiàng)高水平研究。
2010年1月，《自然》雜志刊發(fā)實(shí)驗(yàn)室題為“Strong crystal size effect on deformation twinning”的研究工作。研究人員通過微壓縮和納米壓痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，形變孿晶在尺寸小于一微米的晶體中被完全抑制，從而使得普通脫位彈性成為惟一形變模式。
鑒于這一發(fā)現(xiàn)為在微觀尺度操縱材料機(jī)械性質(zhì)的新方法鋪平了道路，2010年，此項(xiàng)研究成果入選“中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”；不僅如此，美國材料研究學(xué)會主席、德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院教授Kraft還專門在《自然材料》上發(fā)表專題評論，對此項(xiàng)研究予以高度評價(jià)，認(rèn)為它顛覆了長期以來人們的直覺。
2016年11月，實(shí)驗(yàn)室研究成果“The evolving quality of frictional contact with graphene”再度榮登《自然》。挪威科技大學(xué)教授Wijn在同期的“新聞與評論”專欄發(fā)表專題評論稱，這項(xiàng)工作不僅揭示了石墨烯奇特摩擦行為的來源，而且引發(fā)了對摩擦機(jī)理在諸多層面上的探索，為人們以一種可控的方式來研究復(fù)雜體系的摩擦強(qiáng)化行為提供了可能性。
同樣是在2016年，實(shí)驗(yàn)室 “基于晶體缺陷調(diào)控的鐵性智能材料新物理效應(yīng)” 項(xiàng)目獲得國家自然科學(xué)二等獎，不僅先后4次被《自然材料》等權(quán)威期刊予以專題評論，還被編入兩部美國科學(xué)家編寫的學(xué)術(shù)專著。包括美國工程院院士、英國皇家學(xué)會院士、歐洲科學(xué)院院士等在內(nèi)的多位國際權(quán)威學(xué)者和同行不約而同對這項(xiàng)成果作出高度評價(jià)，認(rèn)為它“提出了點(diǎn)缺陷短程有序?qū)ΨQ性原理”“提出了三相點(diǎn)準(zhǔn)同型相界理論”“引發(fā)了巨大的研究興趣和同行跟蹤研究”。
2016年，“自然指數(shù)2016新星榜”發(fā)布，這份權(quán)威榜單展示了2012~2015年間高質(zhì)量科研論文增長最顯著的國家和機(jī)構(gòu)，其中西安交通大學(xué)榮登第42位。值得一提的是，文中特意提到了金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在助力西安交大排名迅速躍升中的重要作用，代表實(shí)驗(yàn)室在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域已達(dá)到國際一流水平。
立足需求
近年來，實(shí)驗(yàn)室碩果累累，先后獲得國家自然科學(xué)二等獎2項(xiàng)、國家技術(shù)發(fā)明二等獎5項(xiàng)及國家科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)。之所以能夠取得這樣的成績，還要?dú)w因于實(shí)驗(yàn)室立足重大需求、心系國計(jì)民生的發(fā)展理念。
20多年來，實(shí)驗(yàn)室始終面向國家在材料領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略需求，結(jié)合自身優(yōu)勢特色，圍繞航空航天部件模具材料的表面改性、摩擦磨損、節(jié)能降耗與綠色環(huán)保以及戰(zhàn)略性資源型金屬材料加工等領(lǐng)域難題，針對模具表面輔助沉積強(qiáng)化、先進(jìn)涂層的設(shè)計(jì)與制備、高性能CuCr觸頭材料、高強(qiáng)韌鑄造耐磨材料、高性能復(fù)相碳化硅陶瓷材料和納米摻雜高性能鉬合金材料等關(guān)鍵技術(shù)開展系列攻關(guān)，突破了多項(xiàng)制約我國相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)瓶頸，取得了一系列核心自主知識產(chǎn)權(quán)，部分材料性能與技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
以鉬合金為例。針對同步提高鉬合金的強(qiáng)度與延韌性這一難度高、但對我國鉬業(yè)發(fā)展有著極其重要意義的難題，實(shí)驗(yàn)室與金堆城鉬業(yè)股份公司緊密合作，歷時(shí)10 余年，終于成功“突圍”。
目前，相關(guān)技術(shù)已在金堆城鉬業(yè)公司實(shí)現(xiàn)了規(guī)�；瘧�(yīng)用，取得顯著的經(jīng)濟(jì)與社會效益，對我國鉬業(yè)發(fā)展產(chǎn)生極其重要的意義。相關(guān)成果不僅獲得2013年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎，同時(shí)基于研究的后期基礎(chǔ)理論成果也被《自然材料》重點(diǎn)推介。歐洲科學(xué)院院士Valiev在專題評述文章中表示，該方法“有望在其它金屬結(jié)構(gòu)材料中得到應(yīng)用”“將為鉬合金領(lǐng)域帶來顯著進(jìn)步，并在提高燃?xì)廨啓C(jī)等能效方面具有重大的社會意義”。
這樣的例子不勝枚舉。盡管氫脆現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)已有上百年的歷史，在世界范圍內(nèi)人們也對材料發(fā)生氫脆的微觀機(jī)理進(jìn)行了不懈探索，但截至目前仍沒有達(dá)成共識。對此，實(shí)驗(yàn)室聚焦于長期困擾工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的氫脆問題，在氫致材料脆性機(jī)理方面取得重要進(jìn)展，顛覆了人們近30年來對這一問題的認(rèn)知，對氫脆的預(yù)防起到了積極的指導(dǎo)意義。
科學(xué)研究的最終目的是為了更好地造福人類。近年來，實(shí)驗(yàn)室通過自身的實(shí)際行動，努力踐行立足重大需求、心系國計(jì)民生的目標(biāo)理念，陸續(xù)在霧霾顆粒成分、形貌、尺寸及潛在危害，金屬鎂研究及應(yīng)用等領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，取得了一系列突破性進(jìn)展。
開放創(chuàng)新
一個(gè)世界級的研究機(jī)構(gòu)必然是一個(gè)高度開放的研究機(jī)構(gòu)。深諳這一道理的實(shí)驗(yàn)室與國內(nèi)外知名學(xué)者、高校、科研機(jī)構(gòu)以及企業(yè)開展了多種形式的合作與交流，將“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的建設(shè)方針貫徹到底。
2006年，作為組委會主席，實(shí)驗(yàn)室主任孫軍教授在西安成功主持召開了近千名中外代表匯聚一堂的第十四屆國際材料強(qiáng)度大會，這也是這一國際盛會首次“花落”中國。此外，自2010年開始，實(shí)驗(yàn)室每年都會舉辦 “微納尺度材料性能系列國際研討會”，邀請領(lǐng)域內(nèi)國際知名專家和學(xué)者一同討論學(xué)術(shù)前沿，分享研究心得。
同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室成員的學(xué)術(shù)聲音也通過會議報(bào)告和訪問交流等多種途徑，傳遞到國際學(xué)術(shù)圈，在世界舞臺上發(fā)出了“中國最強(qiáng)音”。
2013年，孫軍教授受邀在第13屆國際斷裂大會和第10屆中國材料大會開幕式作特邀報(bào)告；任曉兵教授在2013年德國杜伊斯堡專題討論會和2014年國際馬氏體會議上就自己提出的“應(yīng)變玻璃相變”新概念作了專題報(bào)告；2013年，李巨教授、單智偉教授和馬恩教授提出的彈性應(yīng)變工程專題會議，在美國材料研究學(xué)會年度會議上引起廣泛關(guān)注。
若回溯實(shí)驗(yàn)室的歷史，可以追溯到1963年成立的金屬材料及強(qiáng)度研究室。半個(gè)多世紀(jì)以來，實(shí)驗(yàn)室一代代材料人不忘初心，牢記使命，發(fā)揚(yáng)老一輩傳承下來的求真務(wù)實(shí)的科研精神，在持續(xù)深入和擴(kuò)展研究的同時(shí)，也在不斷開拓新的研究領(lǐng)域，始終致力于提升實(shí)驗(yàn)室的研究能力和影響力，引領(lǐng)材料力學(xué)行為研究的發(fā)展。■
（作者單位為西安交通大學(xué)）