新合金可能导致制造更轻的车辆

镁合金的模型是由欧洲研究人员以便了解如何使金属变得更加柔韧。镁被认为是地球上可用的最轻的金属，但不能以一种轻松的方式塑成可用的形式。

研究人员预计，这些模型将导致发现新的、更具延展性的合金，从而使汽车制造商能够制造消耗更少能源的更轻的汽车。

一辆车只要减重100公斤，就能提高近3.5%的能源效率。从航空航天到汽车等行业的制造商都致力于开发更轻的机器和设备。app亚博体育此外，关键可能是镁——一种比钢轻四倍的金属，也很容易找到。这里的问题是，纯镁很难拉伸和形成，因此不能原样使用。因此，EPFL多尺度力学建模实验室的研究人员制作了一个模型，用于预测金属与不同元素混合时的行为，以找出哪种类型的合金具有工业应用所需的变形能力。他们的研究发表在1月26日的报纸上^th版的亚博老虎机网登录．

更轻，可塑性更强的合金

如果你加入一些稀土金属、钙或锰的原子，镁的可塑性就会大大增强。我们想要了解这些合金在原子水平上发生了什么，这样我们就可以确定添加哪些元素以及添加多少元素才能使金属柔韧。

威廉·科廷，EPFL工程学院教授

镁因其极轻的重量而受到赞赏，但它也含有极低的延展性。“这意味着如果变形，它很容易断裂，所以它还不能取代钢或铝，”科廷说。解决方案是发现容易获得的、低成本的可用于制造镁合金的矿物。稀土金属如铈和钇是非常有效的，但在其他方面不符合这些标准。

研究人员此前确定了使纯镁难以塑形的物理特性。添加某些元素可以使其更具延展性，这是一个既定的事实。然而，研究人员并没有很好地掌握发生的物理机制-这意味着他们很难预测什么是最优秀的合金。“工程师经常设计和测试钢和铝的新合金(最常用的金属)，以开发更轻、更坚固或更有延展性的化合物，”科廷说。然而，影响合金延展性的因素仍然是一个谜，许多材料仍在实验中开发。亚博网站下载

在原子尺度上研究金属

EPFL的研究人员研究了镁原子和添加到合金中的元素原子之间的相互作用。他们发现，特定的原子会激活一个过程，“抵消”导致镁变得难以成形的机制。镁的低延展性是因为它的可移动位错数量少，这些位错被认为是线性缺陷，允许金属塑性流动，使其在变形时不太可能断裂。研究人员发现，添加特定元素显著增加了可移动位错的数量，从而增强了金属的变形能力。然后，他们花了几个月的时间使用EPFL的高性能计算系统，通过量子力学计算原子组合的原因，从而获得最高的延展性。“我们真的很幸运，能够使用这些设备，让我们可以立即开始工作，”app亚博体育科廷说。

从建模到生产

目前，该合金仍处于建模阶段。下一步将在实验室进行制造，以确定它们是否具有正确的工业用途特性，并研究它们是否可以大规模制造。

镁合金塑性增强的机理来源和预测，《科亚博老虎机网登录学》，吴兆玄，Rasool Ahmad，尹炳伦，Stefanie Sandlöbes, W. A. Curtin