UM的博士助理Sangwon Lee準備了鎂合金的樣品,用於黑暗場的X射線顯微鏡。圖片來源:密歇根州的Ashley BookSeecs。
密歇根大學的研究人員在一項促進更經濟,負擔得起的車輛的光鎂合金的研究中,使用了強大的X射線圖片來捕獲前三維微觀的顯微鏡結構類型的顯微鏡結構,這些結構可以幫助材料吸收壓力而無需廢料。
結果, 出版 在雜誌中 科學提高對合金對機械應力的複雜反應的理解。族合金比鋁少30%。如今,一些汽車製造商開始將其用於非組,但是如果可以優化其壓力下的行為,則可以更廣泛地接受。
每種金屬的晶體結構 – 高級,重複的原子的重複位置 – 激發了其對壓力的反應。鋼和鋁是汽車中最常用的金屬,可以在任何方向上伸展。
他們使用所謂的滑動系統,其中原子保留在線上,但在堆棧中切換以軟化列。傾斜看起來像是桌子上的一張牌,較低的卡片保留在適當的位置,但是當每張卡的移動遠遠超過其下方的一側時,一側的推動會使整個堆棧彎曲。
鎂的晶體結構僅允許原子,它很容易在多個方向上滑動。在方向上的牽引力時,它不能滑動,鎂合金會產生“變形雙胞胎” -S磁體的磁體 – 在某個區域的原子方向變化。
這可以將其視為一張紙上的手風琴褶皺,並且平面從折疊中出來,以一定角度形成鏡像。
雙重變形使材料可以在更大數量的方向上伸展,而不會破壞,從而產生可塑性,但是在某個點,雙重雙重的雙重可能會產生導致裂紋形成的缺陷集中。
“我們很驚訝地發現,所有三個雙胞胎都形成了三層,其中三個晶體相關,當雙胞胎涉及另一種晶體時,總是會形成缺陷。這種一致性可以幫助我們理解雙重微型結構以優化材料的壽命,”機械工程學副教授,機械工程學副教授,以及機械工程學的工程學工程,以及對相應的作者以及對應的作者以及相應的作者。
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在實驗之前,研究人員使用了小的CT掃描儀來顯示鎂合金樣品中晶粒的定向。他們從這裡選擇了某種穀物,這是對雙胞胎過程的良好方向。
他們使用了法國的歐洲同步輻射對象,這是世界上幾個可以產生足夠強大的X射線的物體之一,以表示具有超高分辨率的穀物而不會破壞樣品。
該技術稱為黑場的X射線顯微鏡,或用於簡短的DXFM,可加速同步器周圍的帶電顆粒,並指示它們輻射到合金中的明亮X射線。 X-射線圖片以不同角度衍射晶粒,具體取決於它們的方向。
“暗場”技術選擇性地反映了與先前選擇的晶粒相關的一定角度相關的X射線射線,並使用許多鏡頭增加了衍射的X射線圖像。
他們應用了三個典型的汽車零件,這些典型的汽車零件會伸展合金-0.6兆帕(MPA),一個拉伸強度的單位,30 MPa和45 MPa-在每種之間呈現樣品。
“ X-真實空間中的X射線圖像使我們在前排座位,以觀察雙胞胎時使用壓力。我們從字面上看著雙子座出現並首次以自己的眼睛發展。”
具有高分辨率的圖像是優化材料可塑性而無需穩定性的第一步。作為下一步,研究小組計劃實時捕獲變化。
來自歐洲同步輻射機構的研究人員,國家實驗室和國家標準和技術研究所的Los Alamos為這項研究做出了貢獻。
更多信息:
Sangvon等人,三維的起源和變形雙胞胎的生長 科學 (2025)。 doi:10.1126/science.adv3460
引用:在鎂的輕微合金中,“雙胞胎”行為的第一個3D視圖(2025年8月8日)。 2025年8月8日從https://techxplore.com/news/2025-08-3d-boosting-twinning-behavior.html收到
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