密度梯度泡沫铝及其夹层结构在准静态与冲击条件下的力学特性与失效模式研究

本文推荐：该研究通过高熵策略设计出Mg-Al-Zn-Gd-Y轻量化复合浓缩合金（LW-CCAs），结合热挤压变形驱动改性，显著提升材料强度（UTS达486 MPa）与弹性模量（E=53.4 GPa）。研究发现动态再结晶（DRX）与高E第二相协同作用机制，为镁合金强度-模量协同优化提供新思路。

　　

Highlight

合金设计：选取Mg、Al、Zn、Gd、Y元素（表1），基于高熵理念设计三种Mg₇₈Al₁₀Zn₆Gd_3.5Y_2.5、Mg₈₆Al₅Zn₃Gd_3.5Y_2.5和Mg₉₀Al_2.5Zn_1.5Gd_3.5Y_2.5轻量化CCAs，铸态呈现HCP基体与3-4种第二相（如MgZn、Al₂(Gd,Y)）。

力学性能：挤压态Mg₉₀Al_2.5Zn_1.5Gd_3.5Y_2.5合金表现惊艳——抗拉强度（UTS）486 MPa、延伸率（EL）8.4%，弹性模量（E）达53.4 GPa，归因于高含量高E第二相与晶界/GNDs（几何必需位错）强化协同效应。

微观结构演变：挤压态Mg₇₈Al₁₀Zn₆Gd_3.5Y_2.5呈现不连续动态再结晶（DDRX，晶界弓出特征），而Mg₉₀Al_2.5Zn_1.5Gd_3.5Y_2.5则显示连续动态再结晶（CDRX），未再结晶晶粒被细晶环绕形成"项链结构"。

Conclusion

1. 铸态LW-CCAs含HCP固溶体基体与多第二相，其中Mg₇₈Al₁₀Zn₆Gd_3.5Y_2.5相组成最简，源于高熵效应与低液相吉布斯自由能驱动；

2. 挤压态Mg₉₀Al_2.5Zn_1.5Gd_3.5Y_2.5凭借49% DRX率、强基面织构与双峰结构，实现强度-模量卓越协同。