慧聪表面处理网讯：钢中的结构变化：马克斯-普朗克研究所的科学家使用透射电子显微镜（灰色）图片，在铁的合金（Fe）和锰（Mn）中制造可见的线状缺陷。原子探针断层摄影显示出铁（蓝色）和锰原子（绿色）的分布情况。他们把绿色iso-表面放入图像，其中锰原子的浓度为12.5％。在叠加图像中，研究人员可以看出，锰原子沿着线性缺陷积聚；晶体结构的形成区别于周围的材料。
马克斯普朗克研究所的科学家表明，金属的晶体结构可以改变线性缺陷，而这会影响材料的性能。
在钢铁已经存在了约3000年，并历经了数千次变化的今天——然而对于一个惊喜总是好的。来自杜塞尔多夫的马克斯-普朗克研究所的科学家，现在对于锰钢有个新的发现，这一直被认为影响材料性能的好坏。他们已经发现，与典型的材料相比，该合金沿着线状缺陷形成不同的晶体结构。组成该金属的独立晶粒，可以被认为是一个独立原子层的堆叠。线状缺陷，或更确切地说刃位错，，发生于一层原子不完整的时候，使得这层的上方和下方就必须错一个位置。由于一立方米钢种的线状缺陷的长度加起来可以到一个光年那么长，这个发现应该有很大的实际意义，因为钢的结构取决于除其他因素外，如钢的延展性，刚性和韧性——这些是材料科学家想不断优化的属性。
位错可以节约材料寿命。这源于以下事实：当发生形变时，金属中的一维缺陷扮演着重要的作用：例如，当汽车的车身板在事故中发生折皱时，位错缺陷可以吸收很大一部分冲击能量，并有希望保护乘客免受伤害。在这样的情况下，位错会作为纳米铰链沿该金属弯曲。因此，晶体结构不同于线状缺陷结构的周围，这应该也会影响金属的变形。在最坏的情况下，它会撕裂而不是变形。“我们还不清楚材料的空间受限化学和结构状态对其性能有什么样的影响”，马克斯-普朗克研究所的主任DierkRaabe表示，他也是刚刚初见曙光的微观结构偏向研究的负责人。
“我们更多的是偶然碰到了这个状态，”DierkRaabe说。他和他的团队一直在研究一个特别的刚性和韧性锰钢的微观和纳米结构，其在纳米粒子的帮助下进行了加强，可用于大型飞机起落架。他们在原子探针断层摄影术的帮助下对这种材料进行分析。该分析包括使用短脉冲电压，将一个个原子汽化的样品。从飞行时间到一个检测器，确定被汽化分离的原子属于哪个元素是可能的；其在样品中的位置，可以通过原子撞击探测器上的位置来确定。
责任编辑：郑必佳
