Natl.Sci.Rev.展望：金屬玻璃物理機械性能的動力學起源

【引言】

在形成玻璃的過冷液體和玻璃態固體中，快于主結構弛豫的動力學行為常統稱為二次弛豫。過去大量的實驗研究成果揭示高分子玻璃體系中，二次弛豫與其諸多基本物理和力學性能可能存在著密切的關聯，如形變、晶化、玻璃轉變等現象。

【成果簡介】

近期，基于大量動態力學分析研究，上海大學和香港城市大學聯合課題組在金屬玻璃中發現了獨特的不同于主弛豫和已發現二次弛豫的快二次弛豫現象 (Nature Communications, 2015;6: 7876)。進一步通過分析不同金屬玻璃快二次弛豫的動力學特征，他們證明了這種快二次弛豫普遍存在于不同金屬玻璃體系中，并建立了其與金屬玻璃塑性的關聯 (Materials Today, 2017;20: 293)。

由香港城市大學先進結構材料研究中心楊勇副教授課題組聯合劉錦川、呂堅教授等撰寫的展望文章“Fast secondary relaxation and plasticity initiation in metallic glasses”近期發表于國家科學評論(National Science Review, 2017,?https://doi.org/10.1093/nsr/nwx113)。這篇展望文章簡要闡述了金屬玻璃快二次弛豫的基本特征，討論了新發現與經典“剪切轉變區”模型的異同，最后探討了金屬玻璃塑性起源可能的動力學機制。

【圖文導讀】

圖1 金屬玻璃的β弛豫

（a）MG中慢β弛豫的活化能分布。插圖是剪切變形區（STZ）的示意圖。

（b）MG中快β'弛豫和慢弛豫的活化能分布。

（c）La_56.16 Ce_14.04Ni_19.8Al₁₀MG中的二次弛豫模式（快β'和慢β弛豫）

圖2 MG中快β'弛豫之間的相關性

（a）各種MGs的E_β與E_β'的變化

（b）脆性和韌性MGs的原子結構示意圖

（c）脆性-韌性轉變與（Ce_0.72Cu_0.28）₉₀?Al₁₀ MG中的快β'松弛之間的關系

【小結】

二次弛豫的發現是更好了解塑形的重要一步。在根本層面上，二次弛豫與動態異質性和玻璃化轉變有關。金屬玻璃快二次弛豫的發現給我們理解金屬玻璃動態非均勻性提供了新的視角，同時，也給我們深入探索金屬玻璃物理力學性能的動力學起源提供了重要的實驗依據。

文獻鏈接：Fast secondary relaxation and plasticity initiation in metallic glasses（Natl.Sci.Rev.,2017,DOI:10.1093/nsr/nwx113）

本文由材料人新能源組Allen供稿，材料牛整理編輯。

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