西安交大發(fā)現(xiàn)金屬鎂室溫塑性變形第三種機制

作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，鎂合金在航空、汽車和國防等工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。然而，鎂合金在室溫下塑性變形能力較差，無論是位錯機制，還是孿生機制，都難以滿足其塑性加工的需求，這在很大程度上限制了鎂合金的應(yīng)用和發(fā)展。

在國家自然科學(xué)基金等國家項目的資助下，西安交通大學(xué)單智偉課題組與合作者們運用透射電子顯微鏡原位力學(xué)測試技術(shù)，在金屬鎂中發(fā)現(xiàn)了鎂合金塑性變形的新機制，從而拓展了人們對鎂合金塑性行為的了解。該成果發(fā)表于2014年2月13日出版的NatureCommunications(10.1038/ncomms4297)上。

單智偉課題組研究發(fā)現(xiàn)，在特定加載方向下，亞微米尺度鎂的塑性變形可通過類似于孿晶一樣的局部晶體轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)。但是，新形成的晶體和母體之間沒有孿晶所必需的晶體學(xué)對稱面，而且在晶體變形的過程中，沒有觀察到期望中的位錯或?qū)\晶所產(chǎn)生的切變。超高分辨的透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，新晶體與母體之間的界面主要是基面-柱面界面，而類似的實驗現(xiàn)象在高速變形的塊體鎂合金中也得到了驗證。基于上述實驗事實和分子動力學(xué)模擬，單智偉及其合作者們提出所觀察到的晶體轉(zhuǎn)向是通過局部的類相變的晶胞重構(gòu)來實現(xiàn)的，該變形機制既不是位錯，也不是孿晶，而是與之并列的第三種變形機制。

該項成果可能對鎂合金的設(shè)計和應(yīng)用起到重要的推動作用。該項研究得到了國家自然科學(xué)杰出青年基金(50925104)、重點項目(51231005，51321003，11132006)和其他國家項目的資助。

(關(guān)鍵字：金屬鎂 塑性變形 機制 西安交大)