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新德里消息: 印度理工學(xué)院馬德拉斯分校(IIT)、北德克薩斯大學(xué)和美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型工程鎂合金，可在汽車工業(yè)中替代鋼材和鋁合金，使車輛更具燃油效率。研究人員指出，盡管鎂合金密度僅為鋁的2/3、鋼的1/4，但由于其強(qiáng)度低、延展性差、屈服強(qiáng)度不對(duì)稱且缺乏高應(yīng)變率超塑性，目前變形鎂合金在結(jié)構(gòu)部件中的工業(yè)應(yīng)用非常有限。
據(jù)印度理工學(xué)院馬德拉斯分校機(jī)械工程系副教授蘇山塔·庫馬爾·帕尼格拉希介紹，這種新型工程合金具有高強(qiáng)度、高延展性，并在更高應(yīng)變速率下實(shí)現(xiàn)超塑性，從而減少整體制造時(shí)間、工作量和成本。"此外，其輕量化特性有助于降低車輛的碳足跡。輕量化車輛運(yùn)行所需燃料更少，因此燃油效率更高。鑒于對(duì)稀缺能源經(jīng)濟(jì)利用的迫切需求，以及對(duì)降低環(huán)境影響實(shí)施更嚴(yán)格排放控制的要求，汽車和航空航天工業(yè)正在尋找替代傳統(tǒng)材料的先進(jìn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。"
帕尼格拉希表示："作為最輕質(zhì)和最具能源效率的結(jié)構(gòu)材料之一，鎂合金因其密度僅為鋁的2/3、鋼的1/4，是替代汽車和航空航天部件中鋼材和鋁合金的潛力候選材料。"該研究成果已發(fā)表在知名同行評(píng)審期刊《材料研究快報(bào)》上。
在研究中，科學(xué)家們采用了含釓(Gd)、釔(Y)和鋯(Zr)等稀土元素的鎂合金。通過熱機(jī)械加工技術(shù)(劇烈塑性變形和時(shí)效處理)，獲得了該鎂合金的超細(xì)晶粒版本。研究團(tuán)隊(duì)隨后在這種超細(xì)晶粒鎂合金中設(shè)計(jì)了納米沉淀物和熱穩(wěn)定超細(xì)金屬間化合物。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，通過該技術(shù)，他們實(shí)現(xiàn)了迄今為止文獻(xiàn)報(bào)道中所有鎂合金中最高的強(qiáng)度-延展性組合以及最高的高應(yīng)變率超塑性。帕尼格拉希表示："我們正通過微觀結(jié)構(gòu)工程和金屬加工技術(shù)，努力提高金屬及其合金的承載能力。在取得這一突破后，團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備將同樣的加工策略應(yīng)用于其他已知鎂合金和金屬合金，以期獲得性能優(yōu)異的高效高強(qiáng)度材料。"
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