文章导读
本研究深入探讨了在Al-Zr-Y合金中，高温条件下D0₂₂结构的Al₃Y相通过Zr元素的内向扩散及反相畴界面（APB）的作用，不可逆地转变为L1₂结构的Al₃(Y,Zr)相的微观机制。通过透射电子显微镜（TEM）和能谱分析（EDS），研究团队系统分析了在不同时效时间（8h、24h、200h）下纳米析出相的成分分布与结构演变。结果表明，Zr元素从Al基体向D0₂₂-Al₃Y相中扩散，逐步形成核壳结构并最终实现成分均匀化，促使亚稳L1₂结构的形成。特别地，APB作为管道扩散路径显著加速了Zr的迁移，并在局部区域通过原子重排驱动相变过程。该研究首次从原子尺度揭示了APB在不可逆相变中的关键作用，为利用廉价稀土Y元素设计高性能L1₂结构强化铝合提供了重要理论依据。
本文通过原子尺度表征明确揭示了反相畴界面（APB）作为扩散通道促进Zr内向扩散，并驱动D0₂₂→L1₂不可逆相变的微观机制，为利用Y元素构建L1₂结构提供新途径。
文章封面·部分截图
详细解读
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图3：利用HAADF-STEM和元素能谱揭示了铸态Y和Zr-Y合金中D0₁₉结构的Al₃Y析出相，其含有Y和Si元素，HR-TEM和FFT分析确认了其六方晶体结构。
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图6：时效8h样品的TEM-EDS 面扫结果显示明显的核壳结构（Y核/Zr壳），Si元素信号较弱，HR-TEM中观察到L1₂结构在D0₂₂核附近形成，并发现沿[100]方向的条纹衬度，预示APB的存在。
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图9：原子尺度HAADF-STEM图像显示时效24h样品中APB的存在及其与Y/Si原子层的对应关系，APB区域出现空位缺陷，为相变提供能量条件。
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图10：在结构转变界面观察到L1₂/APB/D0₂₂/L1₂和L1₂/APB/L1₂/D0₂₂/L1₂的层序演变，提供了APB驱动局部不可逆相变的直接证据。
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图11：示意图总结了Zr内向扩散和APB运动共同促使D0₂₂→L1₂不可逆相变的机制，分为成分均匀化和局部结构重组两个阶段。
文章总结 / Conclusion
本研究揭示了在Al-Zr-Y合金中，Zr元素通过内向扩散逐步进入D0₂₂-Al₃Y相，并借助反相畴界面（APB）的管道扩散作用，不可逆地转变为L1₂-Al₃(Zr,Y)相；APB不仅加速Zr的迁移，还通过局部原子重排提供相变驱动力，最终形成成分均匀的L1₂结构，为廉价稀土Y在高性能铝合金中的应用提供新机制。
文章信息
发布日期：2025年06月16日
文章标题：Unraveling mechanism of structural transformation from DO22-Al₃Y to L1₂-Al₃(Y,Zr) phase by inward diffusion of Zr and anti-phaseboundary in the Al-Zr-Y alloy at elevated temperature
标题翻译：Zr内向扩散与反相畴界作用下Al-Zr-Y合金高温中DO₂₂-Al₃Y向L1₂-Al₃(Y,Zr)相的结构转变机理解析
期刊名称：《Journal of Materials Science & Technology》
DOI：10.1016/j.jmst.2025.06.003
通讯作者单位：韩国材料研究院，轻质材料研究部
本文源自微信公众号：合金设计
原文标题：《韩国材料研究院 | JMST | Zr元素+反相畴界二者的相互作用，利用Y元素成功构建L1₂结构》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/_eCkDS68n163TbEWmnwi6A
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