作為最輕的金屬結構材料之一，鎂合金在航空、汽車和國防等工業領域具有廣闊的應用潛力。然而，鎂合金在室溫下塑性變形能力較差，無論是位錯機制，還是孿生機制，都難以滿足其塑性加工的需求，這在很大程度上限制了鎂合金的應用和發展。

在國家自然科學基金等國家項目的資助下，西安交通大學單智偉課題組與合作者們運用透射電子顯微鏡原位力學測試技術，在金屬鎂中發現了鎂合金塑性變形的新機制，從而拓展了人們對鎂合金塑性行為的了解。該成果發表于2014年2月13日出版的NatureCommunications(10.1038/ncomms4297)上。

單智偉課題組研究發現，在特定加載方向下，亞微米尺度鎂的塑性變形可通過類似于孿晶一樣的局部晶體轉向來實現。但是，新形成的晶體和母體之間沒有孿晶所必需的晶體學對稱面，而且在晶體變形的過程中，沒有觀察到期望中的位錯或孿晶所產生的切變。超高分辨的透射電鏡觀察發現，新晶體與母體之間的界面主要是基面-柱面界面，而類似的實驗現象在高速變形的塊體鎂合金中也得到了驗證。基于上述實驗事實和分子動力學模擬，單智偉及其合作者們提出所觀察到的晶體轉向是通過局部的類相變的晶胞重構來實現的，該變形機制既不是位錯，也不是孿晶，而是與之并列的第三種變形機制。

該項成果可能對鎂合金的設計和應用起到重要的推動作用。該項研究得到了國家自然科學杰出青年基金(50925104)、重點項目(51231005，51321003，11132006)和其他國家項目的資助。

(關鍵字：金屬鎂 塑性變形 機制 西安交大)