&

香港城市大學(xué)呂堅(jiān)最新Nature: 雙相納米結(jié)構(gòu)鑄就史上最強(qiáng)鎂合金

2017-04-06 09:20:35 作者：本網(wǎng)整理來源：材料牛分享至：

引言

在實(shí)際生產(chǎn)中，制造出具有理論“理想”強(qiáng)度的材料往往是不容易實(shí)現(xiàn)的。目前，大多數(shù)生產(chǎn)中提高材料強(qiáng)度的方法都是基于控制材料之中的缺陷來阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，然而這些方法存在一些局限性。例如，工業(yè)單相納米晶合金和單相金屬玻璃可以具有非常高的強(qiáng)度，但由于在材料制備過程中反霍爾-帕奇（Hall-Patch）效應(yīng)和剪切帶的形成，它們通常會(huì)在相對(duì)較低的應(yīng)變（小于2%）下發(fā)生軟化。

成果簡介

北京時(shí)間2017年4月6日，法國國家科技科學(xué)院院士、香港城市大學(xué)副校長呂堅(jiān)（通訊作者）研究團(tuán)隊(duì)于Nature上在線發(fā)表一篇題為“Dual-phase nanostructuring as a route to high-strength magnesium alloys”的文章。該科研團(tuán)隊(duì)研制了雙相納米晶結(jié)構(gòu)的鎂合金材料，通過磁控濺射法將直徑約6 nm的MgCu2晶粒均勻地嵌入約2 nm厚的富含鎂的無定形殼中，生產(chǎn)獲得具有非晶/納米晶雙相結(jié)構(gòu)的鎂基超納尺寸雙相玻璃晶（SNDP-GC）。該雙相材料結(jié)合并加強(qiáng)了納米晶材料與非晶納米材料的優(yōu)勢，在室溫下表現(xiàn)出接近理想強(qiáng)度，并且解決了樣品尺寸效應(yīng)問題。研究團(tuán)隊(duì)所制成的鎂合金體系是由埋在無定型玻璃殼中的納米晶核組成，所得雙相材料的強(qiáng)度是近乎理想的3.3 GPa，這也是迄今為止強(qiáng)度最大的鎂合金薄膜。同時(shí)，研究者提出了一種由本構(gòu)模型組成的強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)制，在材料制備過程中形成了一個(gè)由直徑約6 nm且?guī)缀鯚o位錯(cuò)的晶粒組成的結(jié)晶相，當(dāng)應(yīng)變發(fā)生時(shí)該結(jié)晶相阻止了局部剪切帶的移動(dòng)傳播，在任何已出現(xiàn)的剪切帶內(nèi)，嵌入的晶粒分裂和旋轉(zhuǎn)，也有利于材料強(qiáng)化和抵抗剪切帶的軟化效果。

nature21691-sf1
鎂基SNDP-GC的三維TEM圖