材料科学家卢柯院士荣获富兰克林·梅尔奖

2022年2月27 日至3月3日，美国矿物、金属和材料学会(The Minerals, Metals &Materials Society，简称TMS)第151次年会在美国加利福尼亚州安纳海姆市举行。中国科学院金属研究所研究员、沈阳材料科学国家研究中心主任卢柯院士荣获2022年度金属学院讲座奖/罗伯特·富兰克林·梅尔奖（Institute of Metals/Robert Franklin Mehl Award，简称富兰克林·梅尔奖）。

富兰克林·梅尔奖设立于1921年，以纪念著名冶金学家罗伯特·富兰克林·梅尔教授。该奖项由国际材料领域专家提名，经TMS学会学术奖励委员会评审和董事会审定后，颁发给在国际材料科学与工程领域做出突出贡献并具有杰出学术领导力的科学家。该奖项每年在全世界范围内评选一人，是国际材料领域最具影响力的国际学术奖励之一，享有很高的国际盛誉。

过去100年来，共有100名材料科学与工程领域的国际著名专家获奖。历届获奖者包括W. M.Pierce、Egon Orowan、William Shockley、Morris Cohen、A. H.Cottrell、John W. Cahn、Michael F. Ashby、Sir Charles Frank、Frank R.N. Nabarro等人，均是材料科学领域的著名专家，其中不乏多位诺贝尔奖获得者。曾任金属所副所长的我国著名材料物理学家葛庭燧院士曾于1999年荣获此奖项，以表彰他在金属材料滞弹性内耗研究方面的杰出贡献，是之前我国唯一获此奖项的科学家。

卢柯院士因在纳米金属材料研究方面的杰出成就成为该奖项第101位获奖者。他的主要学术贡献包括：发现了金属中纳米孪晶结构、梯度纳米结构和受限晶体结构，推动了金属材料科学的发展。

提高金属材料的强度一直是材料物理领域中最传统、最核心的科学问题之一。通常的强化手段在提高强度的同时会降低其塑性和导电性等其他性能，即材料领域著名的强度—塑性倒置关系。为解决困扰国际材料领域的这一重大科学问题，卢柯院士潜心研究30余年，通过发展新的材料制备技术，在纳米尺度调控金属的微观组织获得新结构，拓展金属的结构性能的关系，从而提升材料的综合性能。

卢柯院士及其研究团队开拓性地发展了电沉积及动态塑性变形技术，在金属材料中引入高密度的纳米孪晶界面，提出纳米孪晶强化机制，在大幅度提高材料强度的同时保持良好的拉伸塑性和很高的电导率，开辟了纳米金属材料新的研究方向。纳米孪晶强化原理已在多种金属、合金、化合物、半导体、陶瓷中验证和应用，成为具有普适性的材料强化原理。

卢柯院士团队自主研发了多种表面塑性变形制备技术，发现了金属的梯度纳米结构及其强化机制。梯度纳米结构具有独特的变形机制和力学响应，使材料兼具高强度和高塑性，大幅度提高摩擦磨损性能和疲劳性能，为提升工程材料的性能和使役行为开辟了新途径，部分成果已经在工业界应用。

近年来，卢柯院士团队在国际上首次提出通过塑性变形制备出极小晶粒金属，在其中发现强度接近材料理论强度且具有超高稳定性的受限晶体。该发现不仅为探索材料结构开辟了新的空间，一经发表后受到学术界的广泛关注，同时为发展高温高强材料提供了机遇。基于该研究提出的材料素化原理，为节约贵金属等元素资源和材料可持续发展提供了发展路径。

迄今为止，卢柯院士已在国内外学术刊物发表论文400余篇，获得发明专利40余项，在国际学术会议上做特邀报告6 0余次。2005年，卢柯院士当选德国国家科学院院士。2006年起受聘为美国《Science》周刊材料领域的评审编辑。2017年被授予TMS Fellow奖，成为目前TMS会士中唯一一位中国大陆科学家，颁奖委员会一致认为“他在金属和纳米材料力学性能研究方面功勋卓著，同时还具备在材料研究领域中的世界级领导才能”。2018年当选美国工程院外籍院士，以表彰他在纳米孪晶材料以及纳米结构材料领域做出的杰出贡献。2019年作为国内首位获奖者被授予“A c t a Materialia金质奖章”，以表彰他在材料科学与工程领域长期作出的杰出贡献。

（沈阳材料科学国家研究中心）

【相关链接】卢柯研究组研究领域

卢柯研究组致力于纳米金属材料的实验研究：发展制备与处理技术以探索金属中的新型纳米结构，建立纳米尺度下金属材料的结构-性能关系，揭示纳米金属材料的优异使役行为并探索其工业应用。其研究还包括在纳米尺度下研究金属的摩擦磨损机制。

极限尺寸纳米金属：

探索金属的晶粒尺寸极限。研发新的塑性变形及电沉积制备技术及工艺，通过自下而上和自上而下两种方式获得极小晶粒尺寸的金属；研究纳米晶的塑性变形和晶粒细化机制；研究极小晶粒尺寸下材料的稳定性及性能，探索利用晶界调控减少合金化实现材料素化的路径；探索金属的晶粒尺寸极限以及在极限尺寸下材料的结构特征。

变形纳米孪晶：

基于塑性变形原理发展普适的纳米孪晶制备技术,在多种金属和工程合金中引入高密度、高热稳定性变形纳米孪晶，重点研究其微观结构和力学性能，提高材料强度的同时保持高塑性高导电性等性能，优化材料综合性能并探索工程应用。

纳米金属使役行为：

围绕纳米金属材料在应用过程中所面临的关键共性科学问题，重点开展：新型多级纳米结构金属材料的构筑及结构——关键使役行为研究，以及纳米金属的扩散及表面合金化研究。探索新型纳米金属在疲劳、摩擦和腐蚀等使役条件下的结构——性能关系、失效机制及优化途径，发展具有优异使役性能的纳米金属材料。

纳米金属化学行为：

聚焦纳米金属化学行为(如腐蚀与氧化)，重点研究：合金元素、晶粒尺寸和界面效应对纳米金属材料微观结构调控的作用机制，纳米金属氧化膜生长机制与腐蚀机理，极小尺度纳米金属材料的腐蚀与氧化原理，以及高耐蚀高强度的纳米金属材料的研发。深刻理解区别于块体金属的尺度效应、界面效应和量子效应等物理化学现象，在此基础之上研发高强度、耐腐蚀、抗氧化的纳米结构金属材料。