Nature：纳米复合镁合金里程碑进展！

Mg是地球上的储量丰富的一种轻金属，其密度只有Al的2/3，而且具有很好的生物兼容性。因此，Mg在航空航天、国防、汽车、移动电子设备和生物医药等领域具有提高能量效率和系统性能的重要作用！

为提高Mg等金属的性能而采用的传统合成与加工方法遇到了许多瓶颈问题。目前的一个解决方案就是在Mg金属中引入陶瓷微米或者纳米颗粒以提高其强度。但是，陶瓷微颗粒发生严重聚集，使得金属本身的可塑性、机械性能大大降低，而陶瓷纳米颗粒也难以在金属阵列中均匀分散！

 

有鉴于此，UCLA的Xiao-Chun Li等人报道了一种高浓度碳化硅纳米颗粒（14 V%）均匀分散的Mg材料。

 

这种高浓度下的均匀分散性得以实现，主要是依靠纳米颗粒在熔融金属中的自稳定机理。从而使得强度、刚度、可塑性和高温稳定性的同步提升，其比屈服强度、比模量几乎超过所有的结构金属！

纳米颗粒的自稳定机理是：纳米颗粒在熔融金属中的范德华力减弱，高热能，高能垒，以及纳米颗粒和熔融Mg之间合理的润湿性，这些作用之间的相互协同才使得纳米颗粒免于烧结团聚，均匀分散。

图1. Mg合金中均匀分散的高浓度SiC纳米颗粒

图2. 样品在室温下的机械性能

图3. 升温条件下的力学性能

图4. 结构限域与强度增强

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Lian-Yi Chen,  Xiao-Chun Li et al. Processing and properties of magnesium containing a dense uniform dispersion of nanoparticles. Nature, 2015, 528, 539-543.