近日，上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心教授吴国华团队在镁锂合金时效机制方面取得重要研究进展。
镁锂合金具有低密度、高比刚度和比强度、良好的电磁屏蔽和减震性能等优点，可广泛用于航空航天和电子等领域，作为结构/功能件取代部分铝合金和普通镁合金，进一步起到结构减重的作用。不过，受限于镁锂合金时效软化等瓶颈问题，目前，镁锂合金的应用仍十分有限。近年来，Mg-Li-Zn基合金的开发具有较好综合力学性能和应用前景的镁锂合金体系。但目前，对于Mg-Li-Zn基合金析出相结构的表征、时效过程中的相转变规律及其对力学性能的影响尚不清晰。因此，深入研究 Mg-Li-Zn基合金的时效析出行为，揭示其时效硬化和软化微观机制，可以为高性能镁锂合金的设计和推广应用提供理论基础。
在该研究中，吴国华团队系统研究了不同状态下Mg-10Li（-Zn）（-Er）合金的时效行为，借助原子分辨率HAADF-STEM技术等多种表征手段和第一性原理计算，发现了Mg-10Li-5Zn合金时效硬化和软化主要与（Mg, Li）3Zn相演变有关，构建了（Mg, Li）3Zn相的晶体结构模型并探明了其在时效过程中形貌和成分的演变规律，提出了Mg-Li-Zn 基合金中基于（Mg, Li）3Zn相转变的新型时效机制，发现Er元素添加可以阻碍低温时效时，（Mg, Li）3Zn相演变从而提高了Mg-Li-Zn基合金的低温时效稳定性。该研究提出的Mg-Li-Zn基合金中基于（Mg, Li）3Zn相转变的新型时效机制，为深入分析镁锂合金的时效行为和热稳定镁锂合金设计提供了理论基础。
近年来，在上海交通大学丁文江院士的大力支持下，吴国华团队在镁锂合金材料开发和强韧化机理方面取得了一系列研究成果，成功开发了Mg-Li-Zn-Er和Mg-Li-Al-Zn-Y两个系列的镁锂合金材料，深入研究了其加工工艺、强韧化和时效机制，有望在航空航天和电子产品等领域获得广泛应用，显著节约能源，为助力实现我国碳达峰碳中和目标提供有力支撑。