在天目山实验室（航空浙江省实验室）高性能航空材料智能化设计与制造平台的IDM实验室内，研究员章程正专注地调试由他与团队成员合作搭建的高通量快速合金制备与表征开发平台深金优配，机械臂在他身后忙碌地搬运着刚由3D打印完成的金属样品。“这套系统投用后，新材料研发周期可以从两三周缩短到两三天。”他指着正在运转的设备介绍道。
从北京科技大学冶金专业起步，到美国加州大学圣地亚哥分校、欧文分校深造，再回到国内投身产业一线，章程的科研之路始终与材料科学的创新应用紧密相连。
让金属拥有“记忆”和“韧性”
“我的家乡宁波宁海有很多五金加工小厂，小时候常看工人们敲打金属零件，那时我就想，如果能让这些材料更耐用、更智能，该多好。”章程的科研梦想，萌芽于对家乡产业的观察。2008年，他考入北京科技大学冶金专业，决心“学一门能与产业结合的技术”。
本科毕业后，章程赴美国加州大学圣地亚哥分校继续深造，师从TMS会士Kenneth Vecchio教授，并协助建设学校的材料研究中心，开启了在材料科学领域的深入探索。
展开剩余78%在读博士期间，章程经历了科研道路上的挫折与突破。博士课题“铁基超弹性合金”的研究一度让他陷入困境：“我按照师兄和以前文献的方法做了两年多，样品成分始终不均匀。后来我意识到，或许传统方法需要突破。”
那段时间，他泡在实验室里调整热处理参数，尝试了数百种温度与时间的组合。直到2016年，一次偶然的工艺调整让样品突然变得均匀。“那一刻我明白，科研没有白走的路——前几年的试错也让我彻底摸清了该合金的微观结构与性能的关系。”这份坚持，最终催生了他在高熵合金领域的首个突破。
高熵合金是材料科学的新宠，其特点是至少由五种主要元素构成，成分复杂度远超传统合金。2018年，章程在博士论文中首次将“异质层状结构”引入高熵合金。章程形象地比喻，“就像把不同材质的薄片像千层饼一样，按照一定的体积分数叠起来，一层硬但脆的金属加一层软但韧的金属，这样叠出来的材料就能同时拥有高强度和韧性。”
基于这一发现，他不仅在权威期刊发表了7篇学术论文，其研究成果更在实际应用中展现出重要价值。以汽车钢板为例，采用异质结构后，在相同成分下，材料强度能提高20%且不牺牲塑性，只需在冷加工和热处理参数上稍作调整，就能让汽车在扛撞的同时不增加重量，降低成本。
章程还在高熵合金领域首次成功制备出在大温度范围内具有伪弹性的铁镍钴铝基多主元合金，Advanced Science News在介绍相关成果的报道中提到：“不仅仅可以作为结构材料，还能用于空间探索、高阻尼应用和机器人驱动器。”
章程告诉记者，普通金属形变超过0.5%就会永久变形，而他的铁镍钴铝基合金即使被拉伸3%也能恢复原状，“想象一下，汽车被撞凹后用热水一浇或者热毛巾一敷就能复原，省去钣金维修。”目前，这类合金的应用温度范围已从传统的-40℃至50℃，拓展到-196℃至100℃。
更让他自豪的是一项“化繁为简”的发现：2022年，在加州大学欧文分校担任世界著名材料学家Enrique J. Lavernia（中国工程院外籍院士、美国工程院院士）教授组的博士后期间，章程与北京航空材料研究院合作开发的铌钽钛基难熔高熵合金，解决了高温难熔合金均匀化需长时间超高温热处理的难题。
据介绍，以往难熔合金熔炼后往往存在成分不均匀的问题，需要在1500℃- 1800℃高温下热处理两三天才能均匀，而他通过冷加工变形引入位错，使扩散速度加快10-20倍，在1000℃加热一小时就能让样品均匀。
科研要落地，就得离市场近一点
在海外积累了丰富的科研经验后，章程选择回到国内，加入天目山实验室。他做出这一选择，背后离不开导师Kenneth Vecchio教授的影响。导师告诉他，科研成果最终要走向市场。国内一些学校的科研与工业界脱节较为严重，而天目山实验室就像一座桥梁——在这里，他既能继续从事科研工作，又能让自己的研究成果更好地转化应用。
加入天目山实验室后，章程主要聚焦两个研究重点。一是参与浙江省自然科学基金重大项目，进行宽温域结构功能一体化材料的研发，应用场景包括液氢储罐、低空飞行器等前沿领域。“比如液氢储存需要材料在-253℃仍保持韧性，而我们的合金正在突破这一极限。”章程说。
另一项重点任务是完善IDM实验室的高通量快速合金制备与表征开发平台。他表示：“工厂追求低成本，实验室追求高性能，找到平衡点是关键。”这个“无人实验室”可通过机械臂实现3D打印、加工与力学测试的全自动化，但缺乏微观结构表征环节。高通量平台搭建完成后，研发新合金的效率将大大提升，还能为浙江的材料企业定制金属材料和复合材料，降低研发成本。
在章程看来，做科研要知行合一。“纸上得来终觉浅”，书本上的知识与实际操作存在很大差异，只有自己亲自动手去做，才能真正理解和掌握科研的精髓。同时，他强调科研要有坚持的精神，“科研之路充满挑战和不确定性，在一个方向上持续深耕，不断积累，才能取得突破。”
对于杭州市余杭区的创新创业氛围，章程赞不绝口，“城西科创大走廊、未来科技城经常举办各类活动，像科学 π 科普讲座、梦想马拉松等。这些活动不仅为科研人员提供了交流的平台，也在全社会营造了浓厚的科学氛围，激发了大众对科学的兴趣和创新的热情。”
对于未来，章程有两个愿景：他期待研发一种“智能合金”——只需在基础材料上稍作调整，就能适应从航空航天到日常消费品的不同场景；同时，他计划与团队一起建设天目山实验室自有的 “材料基因库”，借助大数据模型实现材料的正向设计深金优配，彻底告别“盲目试错”。
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