鎂鋰合金時效機制研究取得新進展
2022年02月15日 9:36 6000次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 鎂資訊
近日，上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心教授吳國華團隊在鎂鋰合金時效機制方面取得重要研究進展。
鎂鋰合金具有低密度、高比剛度和比強度、良好的電磁屏蔽和減震性能等優(yōu)點，可廣泛用于航空航天和電子等領域，作為結(jié)構(gòu)/功能件取代部分鋁合金和普通鎂合金，進一步起到結(jié)構(gòu)減重的作用。不過，受限于鎂鋰合金時效軟化等瓶頸問題，目前，鎂鋰合金的應用仍十分有限。近年來，Mg-Li-Zn基合金的開發(fā)具有較好綜合力學性能和應用前景的鎂鋰合金體系。但目前，對于Mg-Li-Zn基合金析出相結(jié)構(gòu)的表征、時效過程中的相轉(zhuǎn)變規(guī)律及其對力學性能的影響尚不清晰。因此，深入研究 Mg-Li-Zn基合金的時效析出行為，揭示其時效硬化和軟化微觀機制，可以為高性能鎂鋰合金的設計和推廣應用提供理論基礎。
在該研究中，吳國華團隊系統(tǒng)研究了不同狀態(tài)下Mg-10Li（-Zn）（-Er）合金的時效行為，借助原子分辨率HAADF-STEM技術等多種表征手段和第一性原理計算，發(fā)現(xiàn)了Mg-10Li-5Zn合金時效硬化和軟化主要與（Mg, Li）3Zn相演變有關，構(gòu)建了（Mg, Li）3Zn相的晶體結(jié)構(gòu)模型并探明了其在時效過程中形貌和成分的演變規(guī)律，提出了Mg-Li-Zn 基合金中基于（Mg, Li）3Zn相轉(zhuǎn)變的新型時效機制，發(fā)現(xiàn)Er元素添加可以阻礙低溫時效時，（Mg, Li）3Zn相演變從而提高了Mg-Li-Zn基合金的低溫時效穩(wěn)定性。該研究提出的Mg-Li-Zn基合金中基于（Mg, Li）3Zn相轉(zhuǎn)變的新型時效機制，為深入分析鎂鋰合金的時效行為和熱穩(wěn)定鎂鋰合金設計提供了理論基礎。
近年來，在上海交通大學丁文江院士的大力支持下，吳國華團隊在鎂鋰合金材料開發(fā)和強韌化機理方面取得了一系列研究成果，成功開發(fā)了Mg-Li-Zn-Er和Mg-Li-Al-Zn-Y兩個系列的鎂鋰合金材料，深入研究了其加工工藝、強韌化和時效機制，有望在航空航天和電子產(chǎn)品等領域獲得廣泛應用，顯著節(jié)約能源，為助力實現(xiàn)我國碳達峰碳中和目標提供有力支撐。
責任編輯：淮金
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