大连理工大学我校科研团队在镁合金微结构解析研究方面取得重要进展
文章导读
镁合金强度提升的瓶颈，真的只能靠堆砌元素吗？当行业还在纠结传统Laves相的三维堆垛时，大工团队却在原子尺度发现了一个被彻底忽略的“二维秘密”。他们首次直接捕捉到厚度仅4.62埃的单层构筑单元，并揭示了它如何像一道隐形屏障，死死锁住原子扩散路径。这一发现不仅颠覆了经典形核理论，更可能成为设计新一代超轻高强合金的“总开关”。但你是否想过，这个看似微小的二维结构，究竟是如何在复杂的界面应变中实现原子级稳定的？答案或许就藏在你从未注意过的某个晶格细节里。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。
近日，我校分析测试中心谢红波副研究员在镁合金微结构解析研究方面取得重要进展，研究团队在镁合金中发现了一种构成各类已知Laves相的基础二维构筑单元，并结合理论计算系统揭示了其原子结构特征、形成机制与演化规律，相关研究成果以“镁合金中受限二维Laves构筑单元结构的发现”（Discovery of confined two-dimensional Laves tiling in a magnesium alloy）为题发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。
图1 Laves结构示意图
Laves相是重要的金属间化合物结构类型，主要包括MgZn₂型、MgCu₂型和MgNi₂型三类典型结构。与传统FCC或HCP结构以单原子层为基本堆垛单元不同，Laves相由多层二维Laves铺砌构筑块组成，其几何本质来源于二十面体柱的周期性铺砌，是各类Laves结构共享的基本框架。然而，作为基本结构单元存在的原子级单层Laves构筑块，此前始终缺乏直接实验验证。
图2 Mg合金中受限二维Laves结构的HAADF-STEM图
研究团队通过球差校正HAADF-STEM、原子分辨EDS、三维原子探针APT等表征手段以及第一性原理和分子动力学模拟，在峰时效Mg-Al-Ca合金中首次直接观察到一种嵌入镁基体(0001)基面的受限二维Laves元结构。该结构核心厚度仅约4.62Å，相当于单层Laves构筑单元；其内部呈现类Al₂Ca构型，并在周围Mg/Ca界面原子层的协同作用下实现原子尺度稳定化。深入解析发现析出结构周围独特的界面应变能够有效抑制AI原子沿[0001]α方向扩散，从而限制析出相沿厚度方向长大。该发现不仅为理解Laves结构的形核、稳定及相变机制提供了关键认识，也为Mg-Al-Ca合金时效析出行为调控及新型高强轻质合金设计提供了重要理论依据。
谢红波副研究员为论文第一作者，我校材料学院卢一平教授、沈阳化工大学李姗姗博士和东北大学马先德博士为通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-71932-9
来源：分析测试中心
编辑：常思萌
© 版权声明
本文由分享者转载或发布，内容仅供学习和交流，版权归原文作者所有。如有侵权，请留言联系更正或删除。
相关文章
牛，红波老师太强了
看不懂但感觉很厉害😂
大工又上分了！