中国科学院金属研究所叶恒强

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叶恒强，1940年7月出生于香港，原籍广东番禺，材料科学家，中国科学院学部委员（院士），中国科学院金属研究所研究员、博士生导师，北京大学电子显微镜实验室兼职教授、专家小组组长，以及学术委员会主任  。1964年叶恒强毕业于北京钢铁学院物理化学系物理专业，之后进入中国科学院金属研究所就读研究生；1967年从中国科学院金属研究所研究生毕业后留在该所工作；1986年担任中国科学院金属研究所研究员；1988年前往日本东北大学访问研究；1991年当选为中国科学院技术科学部学部委员；1996年获得何梁何利基金科学与技术进步奖；1998年担任中国科学院金属研究所所长（任期至2001年）；2000年担任中国电子显微镜学会理事长（任期至2004年）；2002年担任北京大学物理学院教授 。叶恒强主要从事材料学的电子显微学研究，在材料科学电子显微术，长周期结构、调制结构、拓扑密堆相和低维材料的高分辩原子像研究等领域开展了系统的工作 。

叶恒强
性　别        男        最高学历        研究生
职　称        研究员        
专家类别        中国科学院院士      
通讯地址        辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所
邮政编码        110016        
电子邮件        hqye@imr.ac.cn
电　话        +86-24-23971836        
传　真        +86-24-23891320

简历：
　　1940年7月生，广东省番禺县人。 1964年2月毕业于北京钢铁学院物理专业，随后到中科院金属所攻读研究生, 在郭可信先生指导下从事晶体缺陷的电子衍射衬度象的研究。1968年，研究生毕业后，一直在该所工作。1981-1982年，曾分别在美国阿利桑那州立大学固态科学中心和比利时安特卫普大学高压电镜中心进行访问研究；1985年1986年，再度去美国阿利桑那州立大学从事合作研究。1988年，受日本学术振兴会资助，去东北大学访问研究。
　　叶恒强主要从事材料学的电子显微学研究。曾四次获国家自然科学奖，其中“晶体精细结构的电子衍射与电子显微镜研究”，他作为第二作者，1981年获三等奖；“五次对称和镍钛钒准晶的发现”，他作为第二作者，1987年获一等奖；他与别人合作研究的“微衍射及其图象分析”,1989 年获四等奖;另一项关于材料界面结构研究的项目，1999年获四等奖。
　　他对电子衍射几何分析及层状晶体的结构分析进行了系统的探索；将点阵平面几何分析用解析法直接求解；用重位点阵分析找出两相间相重倒易平面的规律及判别式；在Ni3M型合金中发现两种新的相畴结构和4 种长周期结构。他是我国最早从事固体原子像研究者之一。用点阵像确定了SiC中6种多型体的结构。他利用高分辨像观察，在有序合金的精细结构、晶体非公度结构、低维物质的微观结构分析等方面，接连有独创性的发现。以上部分成果中，“低维材料的微观结构表征和分析研究”，1993年获冶金工业部科技进步二等奖；“氧化物超导体显微结构特征及其对性能影响的研究”, 1994年获中科院自然科学二等奖。
　　他用固体原子像技术对固体材料结构与缺陷进行了深入的研究，在高温合金长时间时效析出的拓扑密堆相中发现了四种新相及大量新的平移畴、旋转畴结构，并总结了这类相晶体结构构造规则。该成果获1986年中科院科技进步一等奖。他进而运用高分辨电镜对高温合金、铝合金及金属间化合物中相结构及缺陷进行深入研究，在合金超显微组织研究有新的发现。
　　他和合作者与国外同时独立地发现晶体块体中存在传统晶体学不允许的五次对称性。在此基础上，在郭可信指导下，发现并研究了二十面体对称、八次对称等准晶相，为我国在准晶相实验研究居于国际前列做出了贡献。共发表五部学术专著， 200多篇学术论文。先后培养博士、硕士20余名，其中数人获中科院院长特别奖、优秀奖及全国百篇优秀博士论文等奖励。
　　叶恒强曾任金属所所长(1998-2001)、中科院固体原子像开放实验室第一、二届主任、第五届所学术委员会委员和博士生导师。1991年11 月当选为中科院学部委员。他是辽宁省第六、七届政协常委，曾任中国电子显微镜学会理事长(2000-2004)，国家高技术计划新材料领域专家组及专家委员会委员(1987-2000)，国家自然科学基金会委员(1998-2003)和国务院学位委员会学科评议组成员。1990年，被授予国家级有突出贡献的中青年专家称号。他享受国家发放的政府特殊津贴。现任第三届973计划专家顾问组成员。
研究领域：
　　主要从事材料的电子显微学研究

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       近日，金属所沈阳材料科学国家（联合）实验室固体原子像研究部博士杨志卿、研究员叶恒强基于位错芯局域原子排列和准晶团簇两者间结构之间相似的五次旋转对称性，提出了晶体中的位错可能作为二十面体团簇的形核点，进而诱发准晶固态析出的研究构想。相关研究成果发表在《自然-通讯》上。

       该研究利用扫描透射电子显微术系统地研究了Mg-Zn二元合金中Zn原子在位错芯处的偏聚和局域结构演化，发现沿位错形成的析出相不是MgZn2、Mg4Zn7等拓扑密堆晶体相，而显示准周期性的类Penrose随机拼接结构。该新型二元准周期析出相的结构单元为由13个原子构成的二十面体，远小于其他准晶中的Bergman团簇（136个原子）和Yb-Cd团簇（158个原子）；而且需要特别指出的是，已知的所有Mg-Zn二元晶体相都非准晶的近似晶体相。偏聚到位错芯处的部分Zn原子首先进入相邻五元环之间的间隙位，形成沿[0001]方向的间隙原子柱；随后，五元环上的原子发生结构弛豫和重组，产生以[0001]间隙原子柱为中心的二十面体串。新型准晶内的部分二十面体串上沿轴向堆垛的相邻五元环分别由5个Zn原子或5个Mg原子组成，显示理想的五次旋转对称性。相邻二十面体串通过共边或共面的方式组成72°四棱柱和扁六棱柱，它们绕5个方向随机地平行拼接起来，形成具有类Penrose拼接结构的准周期析出相。随机拼接结构能最大化体系的熵密度，使得新型二元Mg-Zn准周期析出相具有良好的结构热稳定性，在340℃仍不发生结构失稳。

　　

       该研究不仅发现了一种新型由超小结构单元构成的二元准周期结构，而且阐明了晶体缺陷造成的局域对称性破缺和准周期结构析出之间联系的微观机理，拓展了晶体缺陷与准周期性结构形成的研究内容。所观察到的新型结构显示局域五次对称性，虽然仍非理想Penrose准晶，但目前的研究结果可为揭示三维理想准晶的形成机理提供有益的参考。研究中关于准周期结构形核阶段的部分低压电镜研究工作在美国橡树岭国家实验室完成针对由二维类Penrose拼接结构准晶向三维理想准晶转变的研究正在进行中。

　　

      该研究得到了国家自然科学基金委面上项目、重大项目，中科院前沿科学重点研究计划的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03250-8

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近日，在“2020年全国电子显微学学术年会”上，中国电子显微镜学会向叶恒强院士颁发了“中国电子显微学终身成就奖”，以表彰其在电子显微学研究领域五十余年的辛勤耕耘，以及对中国电镜事业发展壮大作出的卓越贡献。

　　“中国电子显微学终身成就奖”是我国电子显微学领域最高奖项，叶恒强院士是继朱静院士、陈德蕙教授后第三位获得此项殊荣的科学家。作为我国最早从事固体原子相研究的科学家之一，叶恒强院士与国外同时独立发现晶体块体中的五次对称性，发现并研究了二十面体对称、八次对称等准晶相，为我国在准晶实验研究居于国际前列作出了突出贡献。叶恒强院士曾担任国家973计划专家顾问组专家，作为首席科学家主持国家自然科学基金重大项目3项、攀登计划预选项目1项、973计划材料领域项目1项。曾获得国家自然科学一等奖1项，省部级科技奖一等奖1项、二等奖5项。出版著作6部、发表高水平学术论文400余篇。