X射线映射增强了轻质镁的潜力

来源：蒙纳士大学（Monash University）

蒙纳士大学领导的研究发现了一种技术和现象，可用于制造更坚固，重量更轻的镁合金，从而改善汽车和航空航天工业的结构完整性。

7月19日，星期五，蒙纳士大学、CSIRO和重庆大学的研究人员在著名的《自然通讯》杂志上发表了一篇文章，他们在更低的电子电压下，利用原子分辨率X射线图发现了双界面合金元素偏析的模式。

工程师们不断寻求用于汽车，飞机和高速车辆的坚固轻质材料，以提高燃油效率，空气动力学，速度和重量负荷。

这一发现意义重大，因为轻质镁在热机械加工和应用过程中的变形使得这些合金不能更广泛地用于代替钢。它还对其他轻合金如铝和钛有影响。

“轻质镁在节能和环保应用方面具有巨大潜力。但这些材料中的隔离容易受到电子束损伤，”蒙纳士大学材料科学与工程系的主要作者聂建峰教授说。

“当分离的溶质原子成为单个原子柱时，电子束损伤最严重。这会影响变形镁产品的成形性，变形行为和拉伸 - 抗压强度。

“我们证明了通过在低得多的电子加速电压[120kV]而不是300kV（通常使用的300kV）下使用原子分辨率X射线映射来解决这一难题。

“我们进一步发现，新的隔离模式将边界钉扎效应提高了30多倍，并将双边界的迁移机制从普遍接受的模式转换为新模式。”

研究人员使用含有钕和银的镁合金作为研究的一部分。该合金在环境温度和高温下都具有优异的机械性能。

他们发现剪切应力有显着改善33倍，当孪晶边界充满钕和银时发生弹性应变极限。

银与钕之间的电荷密度随镁的增加而表明双晶的键合和强化更强。当施加力时，镁被推向钕并远离银 - 形成更坚固，更轻的合金。

“我们的工作证明，现在可以对具有复杂成分的金属合金中溶质偏析的结构和化学进行原子尺度分析，”聂教授说。

More information: Xiaojun Zhao et al, Direct observation and impact of co-segregated atoms in magnesium having multiple alloying elements, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10921-7

Journal information: Nature Communications

原文链接：https://phys.org/news/2019-07-x-ray-potential-lightweight-magnesium.html

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