莫納什大學利用X射線圖 打造輕但強度大的鎂

2019年08月12日 9:3 12350次瀏覽 來源:   分類: 鎂應用

導讀: 據外媒報道,澳大利亞蒙納士大學發現一種技術可以用于制造強度更大、重量更輕的鎂合金,從而提高汽車和航空航天業產品的結構完整性。

據外媒報道,澳大利亞蒙納士大學(Monash University)啟動了全球首個研究,發現一種技術可以用于制造強度更大、重量更輕的鎂合金,從而提高汽車和航空航天業產品的結構完整性。
       蒙納士大學、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)和重慶大學的研究人員在電子電壓較低的環境中,利用具原子分辨率的X射線圖,發現了孿晶邊界中合金元素偏析的模式。
       工程師們一直都在尋找強度大、重量輕的材料,用于汽車、飛機和高速汽車,以提升燃料效率、空氣動力學、速度和重量負載。
       此次研究成果意義重大,因為在熱機械加工和應用過程中,由于輕質鎂容易變形,因而鎂合金無法大規模地替代鋼。同時,其他合金如鋁和鈦也是如此。
       蒙納士大學材料科學和工程系聶建峰教授表示:“輕質鎂具有巨大的節能和環保應用潛力,但是此類材料的偏析容易受到電子束的傷害。當溶質原子偏析成為單個原子柱時,會影響到鎂制品的成形性、變形性能和抗壓強度。”
       但是我們證明,在較低的電子加速電壓(120 kV)下,而不是常用的300 kV電壓下,能夠利用具備原子分辨率的X射線圖來解決該難題。此外,我們進一步發現,新型偏析模式將邊界釘扎效應提高了30多倍,而且孿晶遷移的機制也從普遍接受的模式轉為新模式。
       研究人員在研究中使用了由釹和銀組成的鎂合金,該合金在室溫和高溫下的機械性能都非常優越。研究人員發現,當孿晶邊界被釹和銀填充時,該合金的彈性應變達到極限,而剪切應力顯著改善,提高了33倍。銀和釹與鎂之間的電荷密度得以提升,表明了孿晶間的鍵合得到增強。當施加外力時,鎂被推向釹,同時遠離銀,因而形成了強度更大、重量更輕的合金。
       聶教授表示:“我們的研究表明,從原子角度分析具有金屬合金(具復雜成分)的溶質偏析的結構和化學性是有可能的。”

責任編輯:羅曉薇

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