材料学院教育部共建协同创新中心、新材料智能铸造先进成型山西省重点实验室赵宇宏教授团队联合南京理工大学唐颂教授团队等在Acta Mater.发表题为Enthalpy-driven retardative diffusion stabilizes nanoprecipitates in ultralight magnesium alloys（焓驱动扩散迟滞设计超轻镁合金稳定新机制）的研究论文。

该研究提出基于混合焓调控的合金化设计策略，通过引入微量Ag元素，有效抑制了BCC结构Mg-Li-Al合金中纳米析出相的粗化与相变，显著提升了合金的强度与高温稳定性。

BCC结构Mg-Li-Al合金因密度低（<1.5 g/cm³）、塑性好而在轻质结构材料领域前景广阔，但其亚稳态纳米析出相在室温极易粗化，高温下更会迅速转变为非共格平衡相，导致强度下降。该研究首次提出“焓驱动合金化”理念，第一性原理计算平均混合焓筛选元素，发现Ag不仅自身扩散迁移能高，还能显著提高Al与Li的扩散活化能，从而延缓析出相演化。团队据此制备了Mg-38at.%Li-4at.%Al-0.33at.%Ag合金密度仅1.34 g/cm³，屈服强度达到~500 MPa，更是具有超过几乎所有其他轻质工程合金的比强度(~370 kN·m/kg)，并在170°C温度下仍具有热稳定性。原位同步辐射X射线衍射（In Situ SynchrotronXRD）与差示扫描量热（DSC）分析显示，Ag使析出相转变温度提高约20 ℃，相变活化能增加约32%。透射电镜（TEM）和原子探针（APT）结果揭示Ag与Al共析出且界面无明显Ag偏聚。

相场模拟进一步证实Ag的引入有效减缓了析出相长大速度，并推迟了形核驱动力达到相变临界值的时间窗口，与原位同步辐射XRD和热分析实验结果高度吻合。该策略在Mg-Li-Zn体系中同样有效，展现了其在Ni基、Al基及高熵合金等沉淀强化体系的广泛应用潜力，为开发轻质、高强、耐高温结构材料提供了新思路。相场模拟和第一性原理计算工作由中北大学承担。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2025.121403