Test di compressione TEM in situ che mostra che lo slittamento della dislocazione è responsabile della deformazione plastica di un pilastro monocristallino di Mg sotto la compressione dell'asse c. (A) Cella unitaria esagonale che mostra l'orientamento di caricamento. (B) Curva sforzo-deformazione. (C) Istantanee che mostrano un aumento della densità di dislocazione durante la compressione. L'osservazione TEM in campo oscuro viene condotta in una condizione a due raggi. Credito: Scienza (2019). DOI:10.1126/science.aaw2843
Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni in Cina e negli Stati Uniti ha scoperto che campioni molto piccoli di magnesio sono molto più duttili di quanto si pensasse. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il loro studio del metallo usando un microscopio elettronico e cosa hanno trovato. Gwénaelle Proust, con l'Università di Sydney, ha pubblicato un pezzo di Prospettiva sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista.
Mentre gli ingegneri di tutto il mondo cercano modi per realizzare automobili più efficienti, aerei e altri veicoli, stanno studiando nuovo, materiali più leggeri. Uno di questi materiali, magnesio, è interessante perché è resistente quanto l'alluminio, ma il 35 percento più leggero. Fino ad ora, il metallo è stato usato raramente perché è troppo difficile da lavorare in parti. È anche molto meno resistente alla corrosione. Ancora, l'interesse per il metallo persiste:molti nel settore credono che sia solo questione di trovare gli elementi giusti per mescolarlo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori riferiscono di aver scoperto che campioni molto piccoli di magnesio sono più duttili di quanto si pensasse in precedenza.
Il motivo per cui il magnesio è meno suscettibile alla conformità rispetto ad altri metalli pieghevoli è dovuto al modo in cui i suoi atomi si dispongono. Gli atomi come l'alluminio sono disposti in una struttura cubica, il che rende relativamente facile realizzare le deformità desiderate. atomi di magnesio, in netto contrasto, sono disposti secondo uno schema esagonale. Ricerche precedenti hanno dimostrato che quando un metallo come l'alluminio viene deformato a temperatura ambiente, gli atomi sono spostati lungo una linea nel cristallo consentendo dislocazioni in più modi. Con magnesio, le possibilità sono più limitate. Per comprendere meglio questi limiti, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di test meccanici di microscopia elettronica su un campione di magnesio delle dimensioni di un micron. La tecnica ha permesso loro di vedere esattamente cosa è successo durante l'applicazione di forze pure a livello atomico ea temperatura ambiente.
I ricercatori riferiscono che il cristallo ha mostrato una duttilità sorprendente:sono stati in grado di forzare le dislocazioni lungo due piani, qualcosa che non si vede in campioni più grandi. Hanno in programma di continuare a lavorare con il metallo per vedere se riescono a trovare un modo per forzare dislocazioni simili in campioni più grandi, possibilmente aprendo la strada all'uso in applicazioni del mondo reale.
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