本報(bào)訊(記者張行勇）7月5日，《科學(xué)》雜志刊發(fā)西安交通大學(xué)材料學(xué)院教授單智偉團(tuán)隊(duì)最新研究成果：塑性差并不是鎂的固有屬性，通過(guò)提高流變應(yīng)力，如通過(guò)細(xì)化晶粒或提高應(yīng)變速率來(lái)促進(jìn)位錯(cuò)形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法。
作為最輕質(zhì)的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂在航空航天、汽車、高鐵、電子產(chǎn)品和醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相比傳統(tǒng)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(yīng)用。
由于鎂錐面位錯(cuò)（一種晶體缺陷）的幾何形態(tài)和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)全面解析。此前研究通常以計(jì)算機(jī)模擬為主，相關(guān)觀點(diǎn)和推論均缺乏有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。針對(duì)上述難題，單智偉團(tuán)隊(duì)采用原位電鏡納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)來(lái)解決樣品幾何形變、微觀結(jié)構(gòu)演化以及力學(xué)曲線三者之間一一對(duì)應(yīng)的難題。
隨之的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明至少對(duì)亞微米尺度的純鎂而言，各種類型的錐面位錯(cuò)（刃、螺、混合型）不僅可以滑移，而且會(huì)導(dǎo)致非常大的塑性變形。與塊體材料相比，微納米樣品呈現(xiàn)出更高的屈服強(qiáng)度和流變應(yīng)力。由此，研究人員提高了測(cè)試樣品的塑性。通過(guò)進(jìn)一步深入分析，他們不僅確定了位錯(cuò)的滑移面，還清晰地觀察到錐面位錯(cuò)的交滑移、位錯(cuò)偶極子的形成以及位錯(cuò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)等此前尚未報(bào)道過(guò)的重要現(xiàn)象。
該研究成果為完善鎂的塑性變形理論提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并為高塑性鎂合金的開(kāi)發(fā)帶來(lái)新啟示。
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