如何使用透射电镜来表征长周期有序堆垛相(LPSO)的相?

莪、蓶伱专属失效分析 2023-09-01 11:39:04 1069阅读 举报

本篇就《材料学报》的一篇综述《长周期有序堆垛相(LPSO)的研究现状及在镁合金当中的作用》,浅谈一下怎么用透射电镜来表征镁合金当中的LPSO相。






该文提到LPSO相可以有效地强化第二相来大幅提高镁合金的力学性能,主要体现在以下四个方面:


1、 含LPSO相的镁合金比不含LPSO相镁合金有更好的压缩性能;

2、 随着LPSO相体积分数的增大,Mg-Zn-Y系镁合金的屈服强度和抗拉强度均增加;

3、 随LPSO相体积分数的增大,合金不易断裂;

4、 含LPSO相的镁合金的抗疲劳性能更佳。



该文认为,四个方面的性能提升,得益于LPSO结构与位错、晶界、孪晶等相互作用:

 

①LPSO相界面跟Mg基体完全共格,稳定性好,同时LPSO对位错有钉扎作用,对晶界也有钉扎作用,从而提高的材料强度,并且有更好的抗蠕变性能;



②LPSO相的基面可以抑制变形孪晶的长大,降低三叉晶界处微裂纹集中的概率,从而提高材料的断裂韧性;


③LPSO相增加了位错的锥面滑移,改善了塑性,同时LPSO可以通过扭折等变形方式,来协调位错运动;




针对以上内容,对LPSO的电镜表征方面,小编有一些想法:


根据LPSO相与位错、孪晶、晶界等交互作用的观察,可直观地说明LPSO相对强度提升的贡献(但是由于TEM观察区域比较小,LPSO相钉扎晶界,建议是SEM下观察会更合适一些)



以上是LPSO相与位错和晶界的交互作用的暗场像和明场像,也可以通过对扭折这一变形方式的观察,还可以在不同g矢量(【11-20】轴下g=【0002】、g=【10-10】、g=【10-11】3个不同衍射矢量)的双束条件下,并在暗场像下对位错组态进行对比分析,可说明确实是有位错发生锥面滑移,来证明LPSO相对塑性提高做出了贡献。



当然,LPSO相不仅广泛存在稀土镁合金里面,在TiAl合金中以及储氢合金中也是有观察到的,关于LPSO相的研究还在深入,对于不同构型的LPSO相的研究SAED谱图结合聚光镜球差电镜的HAADF高分辨以及原子级能谱面扫,能够更好的说明问题,关于LPSO相对材料性能和变形行为的影响,可能结合原位加热拉伸样品台,可能会有更直观深入的理解。


按照惯例,给大家展示一些关于LPSO相的照片:


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来源:失效分析
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