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研究發現錐面位錯可主導鎂塑性變形

文章來源:中國科學報 張行勇   發布時間:2019-07-08  【字號:     】  

  7月5日,《科學》雜志刊發西安交通大學材料學院教授單智偉團隊最新研究成果:塑性差并不是鎂的固有屬性,通過提高流變應力,如通過細化晶?;蛱岣邞兯俾蕘泶龠M位錯形核和滑移,可能是行之有效的增塑方法。

  作為最輕質的金屬結構材料,鎂在航空航天、汽車、高鐵、電子產品和醫療等領域具有廣闊的應用前景。相比傳統金屬材料,鎂塑性較差、型材和零件的變形加工困難、工藝成本高,制約了應用。

  由于鎂錐面位錯(一種晶體缺陷)的幾何形態和結構非常復雜,很難通過實驗來全面解析。此前研究通常以計算機模擬為主,相關觀點和推論均缺乏有力的實驗證據。針對上述難題,單智偉團隊采用原位電鏡納米力學測試技術來解決樣品幾何形變、微觀結構演化以及力學曲線三者之間一一對應的難題。

  隨之的實驗結果證明至少對亞微米尺度的純鎂而言,各種類型的錐面位錯(刃、螺、混合型)不僅可以滑移,而且會導致非常大的塑性變形。與塊體材料相比,微納米樣品呈現出更高的屈服強度和流變應力。由此,研究人員提高了測試樣品的塑性。通過進一步深入分析,他們不僅確定了位錯的滑移面,還清晰地觀察到錐面位錯的交滑移、位錯偶極子的形成以及位錯往復運動等此前尚未報道過的重要現象。

  該研究成果為完善鎂的塑性變形理論提供了重要的實驗數據,并為高塑性鎂合金的開發帶來新啟示。




(責任編輯:侯茜)

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