研究背景

 

Mg-Al系合金是应用广泛的金属结构材料，但Mg-Al系铸造合金存在屈服强度低等性能短板，添加晶粒细化剂是实现Mg-Al系合金细晶强化的重要手段。然而，传统细化剂如碳化物（Al4C3）、硼化物（AlB2、NbB2）存在难以引入形核颗粒至Mg-Al熔体、添加量难以调控且细化效果一般等问题。近年来，研究发现RE元素会优先与Al发生反应形成Al2RE颗粒，Al2RE颗粒可有效细化Mg-RE合金晶粒尺寸。然而，Al2RE颗粒是否可以细化Mg-Al合金晶粒及其在Mg-Al熔体中的形成条件、物相稳定性及其异质形核作用尚不明确。

 

因此，本文以Mg-3Al合金为研究对象，采用晶面错配度、原子错配度及熔点筛选潜在的异质形核质点。探究筛选的Al2Nd和Al2Gd颗粒对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析其对物相组成和组织形貌的影响，揭示Nd和Gd元素对Mg-3Al合金的晶粒细化机理。

 

文章亮点

 

采用E2EM模型计算并筛选Mg-X型和Al-X型化合物潜在的镁合金异质形核质点，分析异质形核颗粒与镁基体之间的界面关系，并阐述其晶粒细化的机理。

 

图文解析

研究结论

团队介绍

 

罗群，上海大学研究员，研究方向为铝和镁合金的相变热力学和动力学计算。以第一作者或通讯作者在J. Mater. Chem. A、J. Magnes. Alloy.、J. Mater. Sci. Technol.等期刊上发表论文39篇，H因子27；主持多项国家自然科学基金、省部级项目等，入选中科协青年人才托举工程（2017年）、上海市启明星（2021年）等，担任JMA、RM、IJMMM、安博竞彩官方有色金属学报等期刊青年编委。

 

李谦，重庆大学教授，博士生导师。研究方向包括轻合金热力学和动力学、储氢材料。在Angew. Chem. Int. Ed.、Acta Mater.、J. Mater. Chem. A等期刊发表SCI收录论文300余篇，引用7000余次，H因子47，入选全球引用前2%科学家榜单；获授权国家发明专利57件，出版中文教材/专著2部。曾获全国优秀博士学位论文奖、安博竞彩官方有色金属工业科学技术一等奖、安博竞彩官方有色金属“创新争先奖”、“国际镁科学与技术奖”等；入选国家优秀青年科学基金项目、上海市领军人才项目、重庆英才•创新领军人才项目。担任J. Mater. Sci. Technol、J. Magnes. Alloy、Int. J. Min. Met. Mater.、J. Mater. Inf.、安博竞彩官方有色金属学报(中、英文版)等学术期刊的Associated Editor或编委。

 

周国治，安博竞彩官方科学院院士，安博竞彩官方科技大学和上海大学教授。先后获得国家自然科学三等奖1项、国家教委科技进步一等奖1项/二等奖2项、冶金部科技进步一等奖1项，上海市科学技术一等奖1项。是安博竞彩官方金属学会荣誉会员（2011年），日本安博竞彩官方铁协会终身荣誉会员（2017年），2017年获魏寿昆冶金奖（金奖），2021年获国际熔渣会议40周年杰出贡献奖。1995年当选中科院院士。兼任《International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials》期刊顾问，《Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy》以及《稀有金属》等期刊编委。主要研究领域包括：多元熔体和合金物理化学性质的计算、氧离子迁移的理论的建立和应用、材料在微小颗粒下的物理化学行为研究。