Кафедра материаловедения Оксфордского университета: история и современность.

Введение

Отдел материалов Оксфордского университета в Англии был основан в 1950-х годах как Департамент металлургии Уильямом Хьюмом Ротери, который являлся старшим научным сотрудником (reader) в Оксфордском департаменте неорганической химии. Он входит в состав факультета математических, физических и естественных наук университета.

В отделе материалов полный рабочий день работает около 190 сотрудников, включая профессоров, преподавателей, независимых научных сотрудников, исследователей и вспомогательный персонал. В отделе около 30 штатных преподавателей, из которых четыре занимают должности заведующих кафедрами. Кафедра металлургии имени Исаака Вольфсона была учреждена в конце 1950-х годов. Ранее эту должность занимал сэр Питер Хирш. В настоящее время эту должность занимает Питер Брюс FRS. Другие кафедры в отделе включают кафедру материалов Везувия, которую занимает Патрик Грант FREng, кафедру физического анализа материалов, ранее занимавшуюся Дэвидом Кокэйном FRS, и кафедру энергетических материалов имени Джеймса Мартина, которую занимает Джеймс Мэрроу. Исследования проводятся в широких областях, таких как структурные и ядерные материалы, материалы для устройств, полимеры и биоматериалы, наноматериалы, обработка и производство, характеризация и вычислительное моделирование материалов. Отдел предлагает программы бакалавриата по материаловедению, а также по материаловедению, экономике и менеджменту, обучая около 160 студентов бакалавриата и около 240 аспирантов, в особенности студентов, получающих степень DPhil и занимающихся передовыми исследованиями. Помимо собственных зданий, отдел совместно с Департаментом инженерных наук использует семь зданий, расположенных на треугольном участке между Банбери-роуд (запад) и Паркс-роуд (восток). Кроме того, отдел располагает обширными помещениями в Научном парке Бегброук, расположенном к северу от города, который был приобретен и основан от имени университета профессором Брайаном Кантором, когда он был заведующим отделом в 1990-х годах.

Объекты

В отделе функционируют различные типы лабораторий механических испытаний, например, лаборатория наноиндентации, лаборатория цифровой корреляции изображений, лаборатория усталостных испытаний, компьютеризированные томографы, Центр электронной микроскопии имени Дэвида Кокейна, Оксфордская характеризация материалов, атомно-зондовая томография и т.д. В отделе материалов имеются приборы для электронно-микроскопических и микроаналитических исследований с высоким разрешением. Оборудование в Центре электронной микроскопии имени Дэвида Кокейна (DCCEM) в целом можно классифицировать как просвечивающие электронные микроскопы (TEM), сканирующие электронные микроскопы (SEM), системы фокусированного ионного пучка (FIB) и системы подготовки образцов. Служба характеризации материалов Оксфорда (OMCS) предлагает исследовательским группам и промышленным предприятиям услуги по исследованию материалов и связанных с ними проблем. Оптическая микроскопия: оптические и электронные микроскопы для визуализации и анализа образцов, обеспечивающие информацию о морфологии, микроанализ и фазовый состав. Анализ поверхности: методы анализа поверхности для исследования свойств поверхностей, включая элементарный состав и химию, а также профилирование глубины и визуализацию. Методы рентгеновского анализа: методы рентгеновского анализа для неразрушающего исследования свойств материалов, включая состав, кристаллическую структуру и физическую форму. Спектроскопия молекул: использование поглощения, излучения или рассеяния электромагнитного излучения атомами или молекулами для получения информации о составе материала и изучения физических процессов. Термический анализ: доступные приборы для определения тепловых свойств материалов, включая термогравиметрический анализ, дифференциальную сканирующую калориметрию и микрокалориметрию. Анализ размера частиц: различное оборудование в зависимости от размера частиц и требуемого анализа. Центр электронной физической визуализации (ePSIC) является национальным центром аберрационно-скорректированной электронной микроскопии. ePSIC был создан в результате сотрудничества Оксфордского университета, Diamond Light Source и Johnson Matthey. Доступ к ePSIC осуществляется через рецензируемый процесс подачи заявок, открытый для ученых из Великобритании, ЕС и других стран. Каждый год проводятся два основных конкурса. Крайний срок подачи заявок – 17:00 в первую среду апреля и октября. ePSIC также принимает заявки на оперативный доступ, которые можно подавать в любое время. Научные сотрудники Оксфордского университета, имеющие грантовое финансирование на доступ к микроскопу, могут обойти процесс рецензирования и гарантировать время работы на микроскопе. Оксфорд Ройс (входит в состав Института Генри Ройса) специализируется на материалах для накопления энергии, таких как батареи, суперконденсаторы и термоэлектрики, для решения материаловедческих задач, связанных с разработкой твердотельных аккумуляторов.

The department host different types of mechanical testing labs, e. g., nano indentation lab, Digital image correlation lab, fatigue testing lab, computed tomography machines, the David Cockayne Centre for Electron Microscopy, Oxford Materials Characterisation, Atom probe tomography, etc. The Department of Materials has instruments for high resolution electron microscopy and microanalysis. The equipment within The David Cockayne Centre for Electron Microscopy (DCCEM) can be broadly categorised as transmission electron microscopes (TEM), scanning electron microscopes (SEM), focused ion beam (FIB) and specimen preparation systems. Oxford Materials Characterisation Service (OMCS) offers a service for the investigation of materials and materials related problems to research groups and the industry. Optical microscope: optical and electron microscopes to image and analyse samples providing morphology, micro analysis and phase determination. Surface analysis: surface analysis techniques to investigate the properties of surfaces including elemental composition and chemistry together with depth profiling and imaging capabilities. X RAY techniques: X ray techniques to non destructively investigate the properties of materials, including composition, crystal structure, and physical form. Spectroscopy Molecules: The use of the absorption, emission, or scattering of electromagnetic radiation by atoms or molecules to obtain compositional information about the material of interest and to study physical processes. Thermal analysis: Instruments available to determine the thermal properties of materials including thermogravimetric, differential scanning calorimetry, and microcalorimetry. Particle size analysis: A variety of equipment depending on particle size and required analysis. The electron Physical Science Imaging Centre (ePSIC) is a national facility for aberration corrected electron microscopy. ePSIC was established as a collaboration between the University of Oxford, Diamond Light Source and Johnson Matthey. Access to ePSIC is through a peer reviewed application process which is open to UK, EU and international scientists. There are two main calls for proposals each year. The deadline for these calls is 1700hrs on the first Wednesday in April and October. ePSIC also accepts Rapid Access application proposals which can be submitted at any time. University of Oxford academics who have grant funding for microscope access can bypass the peer review process and guarantee microscope time. Oxford Royce (part of Henry Royce Institute) focuses on Energy Storage materials such as batteries, supercapacitors and thermoelectrics to solve the material challenges involved in the all solid state battery.