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应用案例丨利用扫描电镜揭示镁锂合金的力学性能与微观组织间的关系
所属分类：显微镜百科 点击次数：159 发布日期：2022-07-01
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随着时代的进步与社会的发展，诸多领域对轻量化材料和器件的需要越来越紧迫。研究表明：汽车质量每减轻10%，油耗率可降低6-8%；火箭质量每减轻1kg，成本可降低22000美元。因此，轻量化材料不仅可以减轻当代社会所面临的能源压力，更有助于中国汽车及航天航空等领域的转型升级，对中国经济的发展有着重要的作用。
材料在汽车及航天航空领域的应用（图片来源：百度百科）
镁锂合金作为世界上*轻的结构金属材料，密度只有1.30—1.65g/cm3，被称为“超轻合金”。另外，镁锂合金还具有比轻度比刚度高、加工性能好、电磁屏蔽性能优良等优点，在国防军事、航空航天、汽车、3C等领域具有广泛的应用前景。然而，由于其具有强度低等不足，严重限制了镁锂合金的应用。想要提高镁锂合金的力学性能，必须对其断裂机制有透彻的了解，从而才可对症下药，寻到强化镁锂合金*有效的方法。
应用EM科特台式扫描电镜可有效观测到镁锂合金的微观结构形态。本次实验材料为铸态Mg-8Li合金，该合金由α-Mg+β-Li两相组成。α-Mg为密排六方结构，塑形较差，在室温下，仅基面（0001）面滑移可启动；β-Li为体心立方结构，塑形较好。在静载拉伸过程中，欲透彻了解其断裂机制，需利用扫描电镜观察其断口微观形貌。
α-Mg与β-Li两相结构（图片来源：百度百科）
EM科特Cube-Ⅱ扫描电镜（SEM）可清晰、高效的表征镁锂合金断口的微观形貌，为研究其断裂机制提供了有效的证据。
镁锂合金的断口形貌
如图所示，左图为α-Mg相断口形貌，右图为β-Li相断口形貌。α-Mg相上出现较大解理面，为脆性断裂特征；β-Li相上则出现大量韧窝，为塑形断裂特征。这表明双相镁锂合金在断裂过程中，两相的破坏形式不同，β-Li相承载更大的变形，而α-Mg相则承载更大的载荷，两相相互协调，从而提高合金的强度与塑形，使镁锂合金拥有较高的综合性能。
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