研究发现调控锥面滑移可提高金属镁塑性

金属镁在航空航天、汽车、高铁、电子产品和医疗等领域具有广阔应用前景。但是，镁的塑性较差，型材和零件的变形加工困难，导致工艺成本高，制约了镁作为结构材料的广泛应用。近日，西安交大、美国内华达州立大学和澳大利亚莫纳什大学组成的联合团队研究发现，塑性差并不是镁的固有属性，通过提高流变应力（细化晶粒或提高应变速率）来促进位错形核和滑移，可能是行之有效的增塑方法。

研究人员采用原位电镜纳米力学测试技术解决了纯镁样品几何形变、微观结构演化以及力学曲线三者之间的对应难题。试验结果表明，亚微米尺度纯镁的各种类型锥面位错（刃、螺、混合型）不仅可以滑移，而且会导致非常大的塑性变形。与块体材料相比，微纳米样品呈现出更高的屈服强度和流变应力。进一步分析不仅确定了位错的滑移面，还清晰地观察到锥面位错的交滑移、位错偶极子的形成以及位错往复运动等此前尚未报道过的重要现象。该研究为完善镁的塑性变形理论提供了重要实验数据，并为高塑性镁合金的开发带来新启示。