insituTEM技术实现观察镁合金样品中的锥面位错滑移

　　近日，重庆大学材料科学与工程学院教授、电子显微镜中心主任聂建峰与西安交通大学单智伟教授和美国内华达大学雷诺分校李斌教授合作，在国际顶级学术期刊Science发表题为“Large plasticity in magnesium mediated by pyramidal dislocations”的研究论文，聂建峰教授为共同通讯作者，重庆大学为通讯单位，这是重庆大学首次作为通讯单位在Science发表论文。

　　作为最轻的金属结构材料，镁及其合金在交通运输中的应用能大幅度减轻重量，从而达到节能减排的目的。然而，镁的低塑性是限制其大规模应用的主要因素之一。镁的塑性与锥面位错的行为直接相关，因为该位错是协调具有密排六方结构的镁晶体c轴变形的一种主要方式。但是，人们对锥面位错的行为还存在争议。近期的权威报道通常认为锥面位错易于转变成不可滑动的结构而失去了对塑性的贡献。该工作利用原位透射电镜力学测试，直接观察到位错在{101}和{11}锥面上均能滑动，而且这种锥面滑移能协调较大的塑性变形。当镁晶粒小至亚微米尺度时，镁表现出远高于其块体材料的超高塑性。这是因为小的晶粒尺寸会带来较高的强度，从而导致更高的应力来激活更多的锥面位错滑移来协调塑性变形，使合金兼具高的强度和塑性。

图1. 原位透射电镜观察到柱状镁单晶沿c轴压缩时锥面位错滑移主导的塑性变形

图2. 原位透射电镜观察不同样品中的锥面位错滑移