近日，東北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在超細(xì)晶高M(jìn)g含量Al（Mg）-Al3Mg2復(fù)合材料的Al（Mg）基體中發(fā)現(xiàn)了高密度的堆垛層錯(cuò)。這一發(fā)現(xiàn)革新了鋁合金因?qū)渝e(cuò)能高而難形成高密度堆垛層錯(cuò)的傳統(tǒng)認(rèn)知。相關(guān)研究成果以Stacking faults in a mechanically strong Al（Mg）–Al3Mg2 composite為題發(fā)表在Composites Part B: Engineering上。

以往有關(guān)金屬基復(fù)合材料的研究表明，增強(qiáng)體與金屬基體間的熱膨脹系數(shù)存在差異，這種差異導(dǎo)致在快速冷卻樣品的異相界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力，進(jìn)而驅(qū)使界面向軟相金屬基體發(fā)射幾何必須位錯(cuò)。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Al的晶粒尺寸低于臨界尺寸值時(shí)，材料的塑性變形將發(fā)生由全位錯(cuò)主導(dǎo)向不全位錯(cuò)主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變。通過設(shè)計(jì)具有明顯不同熱膨脹系數(shù)的異質(zhì)界面和利用塑性變形的晶粒尺寸效應(yīng)，成功地向超細(xì)晶Al（Mg）-Al3Mg2復(fù)合材料中引入了高密度的堆垛層錯(cuò)?；诘谝恍栽淼挠?jì)算顯示，Al-Mg合金的本征層錯(cuò)能隨溫度的升高而顯著降低，這可能是形成高密度堆垛層錯(cuò)的原因之一。此外，超細(xì)晶結(jié)構(gòu)則可能是助力晶界/界面發(fā)射堆垛層錯(cuò)的第2個(gè)關(guān)鍵因素。

該研究不僅拓寬了人們對鋁基材料的晶格缺陷的認(rèn)知，也為設(shè)計(jì)基于高密度堆垛層錯(cuò)強(qiáng)化的高強(qiáng)鋁基材料提供重要理論依據(jù)。