徕卡征文大赛 | LEICA制样与表征设备助力在超轻镁锂合金金属强韧化研究方向取得新进展

2021-12-09 12:35:35, 赵子龙徕卡显微系统(上海)贸易有限公司

以下内容来自徕卡征文大赛投稿文章，作者赵子龙，来自中山大学，拍摄所用徕卡显微镜型号为徕卡DM2500光学显微镜、EM RES102离子减薄仪、DM2700 P偏光显微镜和DVM6视频显微镜配合完成相关研究

镁（Mg）合金作为最轻的结构用金属材料，因其具有密度低、比强度高、阻尼能力大、强度高和良好的浇注性等特点，引起了人们的广泛兴趣涉及汽车、航空航天、3D产品等。大部分镁合金产品是通过铸造工艺生产的，通常在塑性较差、强度不够、成形能力较差的工件上，很大程度上制约了其应用。

解决这些问题的方法之一是采用变形法挤压或轧制等合金加工技术显著提高合金的强度、塑性和韧性过晶/亚晶强化与位错密度加强。同时，与其它元素的合金化也得到了发展，这是提高镁合金综合性能的一种很有吸引力的方法。在镁合金中的材料体系中镁锂（Mg-Li）合金是一种很有前途的合金，由于超轻和良好的成形性，这可以克服一些镁合金的缺点，同时进一步降低了密度。这个镁锂合金的性能在很大程度上取决于锂的添加量补充。根据Mg-Li相图，当锂浓度低于5%时，合金为单一 α-Mg密排六方结构；当锂浓度超过11%时，合金为单一 β-Li体心立方结构；当锂浓度在5-11%范围内时，合金为α-Mg+β-Li双相结构。然而，形成β相会降低机械强度，导致某些材料的强度不足应用场景。因此，众多学者进行了大量的研究工作用于强化镁锂合金。在各种方法中，合金化设计和变形处理已被认为是有效的方法和相当多的研究兴趣已经引起了人们的兴趣。

众多科学家证明稀土元素在镁合金强化中具有很好的效果，但在稀土资源稀缺的当今世界，镁合金非稀土强化一直备受关注。中山大学化学工程与技术学院赵子龙副研究员开展了添加非稀土元素对镁锂合金组织和性能的研究，应用LEICA EM RES102 离子减薄仪制备的镁锂合金试样强韧化研究成果在国际权威期刊Materials Science and Engineering a-Structural Materials Properties Microstructure and Processing 发表，并被SCI TOP刊收录，相关表征见图1 。

Fig. 1. Zhao, Z., Sun, Z., Liang, W.*, Wang, Y., & Bian, L. (2017). Influence of Al and Si additions on the microstructure and mechanical properties of Mg-4Li alloys. Materials Science and Engineering a-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 702, 206-217. doi:10.1016/j.msea.2017.06.077)

应用LEICA DM-2500表征的试样研究成果在国际权威SCI 期刊Journal of Materials Science & Technology发表，相关表征见图2 。

Fig. 2. Zhao, Z., Xing, X., Ma, J., Bian, L., Liang, W.*, & Wang, Y. (2018). Effect of addition of Al-Si eutectic alloy on microstructure and mechanical properties of Mg-12wt%Li alloy. Journal of Materials Science & Technology, 34(9), 1564-1569.doi:10.1016/j.jmst.2018.03.007

应用LEICA DM-2700 P表征的试样研究成果在国际权威SCI 期刊Materials Today Communications 发表，相关表征见图3 。

Fig. 3.Zilong Zhao, Junxian Chen, Xin Wu*, Faqian Liu*, Design of a Mg-7Li-2.6Al-0.4Si Alloy with Simultaneously Improved Strength and Ductility [J] Materials Today Communications., 27 (2021) 102244 10.1016/j.mtcomm.2021.102244

赵子龙本科毕业于太原理工大学材料成型及控制工程专业，硕士师从北京科技大学材料学院刘雅政教授，博士师从太原理工大学中国工程院王一德院士和电镜专家梁伟教授，博士后在重庆大学从事镁锂合金耐腐蚀性能的研究，期间获中国新加坡博士后国际交流计划在南洋理工大学联合培养工作，回国博士后出站后先后在福州大学和中山大学从事轻金属强韧化，耐腐蚀和涂层制备技术研究。近期中山大学化学工程与技术学院安装了LEICA DVM6 超景深三维显微系统（见图4），对于开发非稀土高强韧轻质合金和材料耐腐蚀性能研究具有积极的意义。