Test de compression TEM in situ montrant que le glissement de dislocation est responsable de la déformation plastique d'un pilier monocristallin de Mg sous compression de l'axe c. (A) Cellule unitaire hexagonale montrant l'orientation de chargement. (B) Courbe contrainte-déformation. (C) Instantanés montrant une augmentation de la densité de luxation pendant la compression. L'observation MET en fond noir est réalisée dans une condition à deux faisceaux. Crédit: Science (2019). DOI :10.1126/science.aaw2843
Une équipe de chercheurs affiliée à plusieurs institutions en Chine et aux États-Unis a découvert que de très petits échantillons de magnésium sont beaucoup plus ductiles qu'on ne le pense. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leur étude du métal à l'aide d'un microscope électronique et ce qu'ils ont trouvé. Gwénaëlle Proust, avec l'Université de Sydney, a publié un article Perspective sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de la revue.
Alors que les ingénieurs du monde entier cherchent des moyens de fabriquer des voitures plus efficaces, avions et autres véhicules, ils étudient de nouveaux, matériaux plus légers. Un de ces matériaux, magnésium, est intéressant car il est aussi solide que l'aluminium, mais 35 pour cent plus léger. Jusqu'à maintenant, le métal a rarement été utilisé car il est trop difficile à transformer en pièces. Il est également beaucoup moins résistant à la corrosion. Toujours, l'intérêt pour le métal persiste - beaucoup dans le domaine pensent qu'il s'agit seulement de trouver les bons éléments à mélanger avec lui. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent qu'ils ont découvert que de très petits échantillons de magnésium sont plus ductiles qu'on ne le pensait auparavant.
La raison pour laquelle le magnésium se prête moins à la conformité que les autres métaux pliables est la façon dont ses atomes s'arrangent. Les atomes tels que l'aluminium sont disposés dans une structure cubique, ce qui rend relativement facile la réalisation des déformations souhaitées. Atomes de magnésium, en contraste frappant, sont disposés selon un motif hexagonal. Des recherches antérieures ont montré que lorsqu'un métal tel que l'aluminium est déformé à température ambiante, les atomes sont déplacés le long d'une ligne dans le cristal permettant des dislocations de plusieurs manières. Avec du magnésium, les possibilités sont plus limitées. Pour mieux comprendre ces limites, les chercheurs ont utilisé des techniques d'essais mécaniques en microscopie électronique sur un échantillon de magnésium de la taille d'un micron. La technique leur a permis de voir exactement ce qui s'est passé tout en appliquant des forces pures au niveau atomique et à température ambiante.
Les chercheurs rapportent que le cristal a montré une ductilité surprenante - ils ont pu forcer des dislocations le long de deux plans, quelque chose que l'on ne voit pas dans les échantillons plus grands. Ils prévoient de continuer à travailler avec le métal pour voir s'ils peuvent trouver un moyen de forcer des dislocations similaires dans des échantillons plus grands, ouvrant peut-être la voie à une utilisation dans des applications réelles.
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