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X射線映射增強了輕質鎂的潛力

來源:蒙納士大學(Monash University)

蒙納士大學領導的研究發現了一種技術和現象,可用於製造更堅固,重量更輕的鎂合金,從而改善汽車和航空航天工業的結構完整性。

7月19日,星期五,蒙納士大學、CSIRO和重慶大學的研究人員在著名的《自然通訊》雜誌上發表了一篇文章,他們在更低的電子電壓下,利用原子分辨率X射線圖發現了雙界麵合金元素偏析的模式。

工程師們不斷尋求用於汽車,飛機和高速車輛的堅固輕質材料,以提高燃油效率,空氣動力學,速度和重量負荷。

這一發現意義重大,因為輕質鎂在熱機械加工和應用過程中的變形使得這些合金不能更廣泛地用於代替鋼。它還對其他輕合金如鋁和鈦有影響。

“輕質鎂在節能和環保應用方麵具有巨大潛力。但這些材料中的隔離容易受到電子束損傷,”蒙納士大學材料科學與工程係的主要作者聶建峰教授說。

“當分離的溶質原子成為單個原子柱時,電子束損傷最嚴重。這會影響變形鎂產品的成形性,變形行為和拉伸 - 抗壓強度。

“我們證明了通過在低得多的電子加速電壓[120kV]而不是300kV(通常使用的300kV)下使用原子分辨率X射線映射來解決這一難題。

“我們進一步發現,新的隔離模式將邊界釘紮效應提高了30多倍,並將雙邊界的遷移機製從普遍接受的模式轉換為新模式。”

研究人員使用含有釹和銀的鎂合金作為研究的一部分。該合金在環境溫度和高溫下都具有優異的機械性能。

他們發現剪切應力有顯著改善33倍,當孿晶邊界充滿釹和銀時發生彈性應變極限。

銀與釹之間的電荷密度隨鎂的增加而表明雙晶的鍵合和強化更強。當施加力時,鎂被推向釹並遠離銀 - 形成更堅固,更輕的合金。

“我們的工作證明,現在可以對具有複雜成分的金屬合金中溶質偏析的結構和化學進行原子尺度分析,”聶教授說。

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

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

聲明:本文由亚游集团电投鋁業編譯,中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。

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