近日，我院硕士生吴悦在郭柏松副研究员和于振涛教授的指导下，研究了微观结构的调控对合金强度和塑韧性的影响，相关工作以“Revealing the mechanical and degradation properties of the Zn-Cu-Ti alloy with ununiform heterostructure”为标题发表在材料领域的权威刊物Materials Science and Engineering: A（一区，最新IF：6.044），吴悦为第一作者，郭柏松、于振涛为通讯作者，暨南大学为通讯单位。
锌合金作为一种新型生物医用可降解材料备受关注。然而，如何同时实现其高强度和高延展性是一个亟待解决的瓶颈问题。在这项研究中，作者通过控制搅拌铸造和热挤压加工设计并成功制备了由CuZn5的贫瘠区域和富集区域组成的具有不均匀异质结构的Zn-2.0Cu-0.1Ti合金。结果表明，Zn-2.0Cu-0.1Ti合金的屈服强度和极限抗拉强度较纯Zn提高了294.4%和230.3%。同时，该合金可以在不牺牲延展性的情况下实现强度的提高。研究发现，随着材料变形的进行，位错的增殖只发生在与CuZn5富集区紧密相邻的Zn基体内，增殖的位错随后向CuZn5贫瘠区方向运动，这些贫瘠区充足的储存空间有利于位错储存，可有效延缓CuZn5贫瘠区与富集区界面的应力集中和过早断裂，因此提高了Zn基体的持续变形能力，实现了合金强度和延展性的同时增强。除此之外，合金在模拟体液中的腐蚀速率也达到了骨科植入物的行业标准。该研究不仅为外科植入锌基材料的设计和制备提供新思路，而且为改善第二相增强合金的力学性能提供了一条可行的途径。
该研究得到了广东省基础与应用基础研究基金（2020A1515110621）、广州市科技计划（202102020669）和国家自然科学基金（52004101）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143775
