- 上一篇：PZT材料研究现状及发展前景
- 下一篇：颗粒增强水泥基材料性能特点与研究现状
Y（钇）是第5周期的过渡金属元素。Y原子半径为2。27Å，熔点和沸点都很高，分别为1526。0℃、3338℃。其晶胞为六方晶胞。稀土元素Y在冶金业，航天航空，以及能源化工等领域都有着非常重要的作用。稀土元素Y独特的核外电子排布使其在金属Mg合金中具有较大的固溶度，在镁合金中添加稀土元素Y可以提高Mg合金的耐腐蚀性能、增加Mg合金在室温下的力学性能，还可以净化Mg合金熔液和改善Mg合金组织等作用。以有色金属为基的各种金属中添加稀土元素Y后可改善有色金属合金的物理和机械性能。近些年镁合金的研究主要集中在添加稀土元素Er、La、Y后的混合稀土镁合金上，由于稀土元素Y独特性能、特殊的核外电子排布以及在Mg合金中的有益作用，使稀土镁合金的研究也受到了国内外学者的广泛关注[8，9]。本文综述了Y在Mg合金中的作用及对Mg合金广义层错能曲线以及力学性能等进行研究。87780
最近的研究论点主要集中在镁合金中能极大地影响其机械性能的堆垛层错和非基底滑移上。然而从已发表的文章中来看，缺乏堆垛层错形成机制的基本信息，尤其是I1型堆垛层错的信息，人们对堆垛层错和位错之间的相互作用的机制颇具争议。Dalong Zhang[10]等人利用透射电子显微镜观察在623 K条件下利用挤压方法制备出的Mg2。5-Y合金样品。他们对热等静压（HIP）Mg2。5-Y中的c位错和a位错以及c+a位错进行记录，对发生堆垛层错的区域进行观察。在挤压Mg2。5-Y中，他们发现了高密度堆垛层错和非基面位错。具体来说，他们选取了三个不同的区域来观察堆垛层错：
区域1：纯I2位错；论文网
区域2：混合I1位错、含有c成分的非基面位错以及基面位错；
区域3：I2成分多I1成分少的混合位错和2中具有同样成分的位错。
通过比较不同区域的扩展位错，Dalong Zhang等人针对上述3中挤压过程中的滑移和缺陷的产生提出了3中不同的堆垛层错形成机制。此外，Zhang等人还讨论了堆垛层错与非基面滑移在相互作用的同时对合金变形机制的影响。
大量的实验及计算表明，镁中加入稀土元素，尤其是Y，可以明显的提高合金的强度和塑性这引起了人们的广泛关注。首先，相对于纯镁来说，Mg-Y合金在变形过程中基面滑移的广义层错能曲线会明显下降，从而增加基面堆垛层错的数量，同时还会出现许多非基面滑移[11-13]；基于这些理论，Julie M和Enrique J[14]认为大量的层错本身可以增加Mg-RE合金的塑性和强度。其次，尽管实验和理论都取得了一些进展，但稀土元素和大量的堆垛层错对镁合金力学性能的影响仍没有得到解决。例如，一些学者[15]观察到了Mg-RE中大量的堆垛层错，但却没有区分出它们是I1层错还是I2层错。尽管Subhash Mahajan和Lin Jiang[10]确实可以从Mg-RE合金的I1和I2型层错中区分I1合金，但是他们却不能详尽的说明I1层错的机理[16]，更别提他们会给出详细的关于I1层错是怎么充当c+a的位错源的解释。通过Agnew[17]等人最近的研究，基于经典连续位错理论来探讨在c+a位错和I1层错之间的关系。然而，这项工作并没有详细的说明I1层错的形成机制。
最近公布的研究表明，镁中加入稀土元素可以提高其机械性能从而提高固溶强化和析出强化。例如：基于对Mg-Y合金的研究，我们得知强度不仅受合金元素含量的影响也受加工过程和热处理的影响[18]。在Mg-Y二元合金压缩实验中我们也得到强化作用的影响归因于溶质原子在孪晶界的钉扎作用[19]。此外，有专家表明，由于其他的滑动模式使Mg-Y合金具有比纯Mg更好的塑性。在三元合金中，Mg-Gd-Y合金已被证实具有高屈服强度、抗蠕变、耐腐蚀等特性，由于具有亚稳态和稳定的沉淀，使其在相对高温下保持稳定（250℃）[14]。而有趣的是，尽管已发表的研究表明镁合金的强度可以通过Y合金化显著增强，但要提高镁及其合金的塑性变形仍需要额外的研究。