近日，我校战略材料与构件研究院在镁合金微结构解析研究方面取得重要进展，相关成果以“Discovery of confined two-dimensional Laves tiling in a magnesium alloy”为题发表在《Nature Communications》。研究团队在镁合金中发现了一种构成各类已知Laves相的基础二维构筑单元，并结合理论计算系统揭示了其原子结构特征、形成机制与演化规律。战略材料与构件研究院青年教师李姗姗为论文共同通讯作者。

       Laves相是重要的金属间化合物结构类型，主要包括MgZn₂型、MgCu₂型和MgNi₂型三类典型结构。与传统FCC或HCP结构以单原子层为基本堆垛单元不同，Laves相由多层二维Laves铺砌构筑块组成，其几何本质来源于二十面体柱的周期性铺砌，是各类Laves结构共享的基本框架。近年来，随着球差校正扫描透射电子显微技术的发展，研究人员陆续发现了基于Laves构筑块形成的更多复杂结构类型，包括非周期结构及具有五重旋转对称性的准晶结构。然而，作为基本结构单元存在的原子级单层Laves构筑块，此前始终缺乏直接实验验证。

研究团队综合运用球差校正HAADF-STEM、原子分辨EDS、APT以及第一性原理和分子动力学模拟，在峰时效Mg-Al-Ca合金中首次直接观察到一种嵌入镁基体(0001)基面的受限二维Laves元结构。该结构核心厚度仅约4.62 Å，相当于单层Laves构筑单元；其内部呈现类Al₂Ca构型，并在周围Mg/Ca界面原子层的协同作用下实现原子尺度稳定化。进一步研究表明，这一析出结构周围独特的界面应变能够有效抑制Al原子沿[0001]_α方向扩散，从而限制析出相沿厚度方向长大。

该发现不仅为理解Laves结构的形核、稳定及相变机制提供了关键认识，也为Mg-Al-Ca合金时效析出行为调控及新型高强轻质合金设计提供了重要理论依据。