金属研讨所和辽宁资料实验室李秀艳研讨团队发现二元Cu-Zr金属玻璃的分化能够显着进步其弹性模量。经过严峻塑性变形和退火，淬火后的均匀金属玻璃分化成两个具有不一样化学成分的玻璃相，且两相尺度均低于10nm。分化后金属玻璃的杨氏模量为淬火非晶的139%，与其对应的晶体适当。2024年7月3日，相关作业以题为“Decomposition-induced enhancement of elastic modulus in CuZr metallic glass”的研讨论文宣布在

  弹性模量作为固体资料最根本的性质之一，反映了原子之间的结合强度。金属玻璃因为没长程有序的结构，其弹性模量一般比对应的晶体资料低10-30%，而且金属玻璃的弹性模量在玻璃构成的组成范围内根本不变。工艺流程或许会影响金属玻璃的弹性模量，比如在较高的冷却速率下，有更多被“冻住”的自在体积，因而快速退火的非晶条带一般比具有相同成分的非晶块体弹性模量更低。别的，金属玻璃的塑性变形也或许引进更多的缺点，使其到达更高的能量状况，导致弹性模量的稍微下降。

  现在，进步金属玻璃弹性模量的有用办法是在室温或玻璃化转变温度邻近退火完成结构弛豫，下降能量状况，削减自在体积和空间结构不均匀性，经过该办法可将弹性模量提高5-20%。理论上猜测具有彻底弛豫结构的“抱负”玻璃的杨氏模量或许挨近其对应的晶体，距离在10%以内，但是这一数值尚未在实践的金属玻璃中观察到。

  李秀艳研讨团队发现二元Cu-Zr金属玻璃的分化能够显着进步其弹性模量。经过严峻塑性变形和退火，淬火后的均匀金属玻璃分化成两个具有不一样化学成分的玻璃相，且两相尺度均低于10nm。分化后金属玻璃的杨氏模量为淬火非晶的139%，与其对应的晶体适当。

  图1：(a) HPT处理后的金属玻璃明场相及相应的选区电子衍射；(b) 具有成分分化结构的典型STEM图画及相应的选区电子衍射；(c) 成分分化结构典型的高分辩图画及其自相关函数剖析，黄色虚线非晶相的鸿沟，小方框表明短程有序的IOP团簇；(d) 两种非晶相的特征尺度散布；(e,f) 两相的元素散布。

  图2：(a) 纳米压痕的载荷-位移曲线；(b) 不同状况样品的杨氏模量，三角形代表淬火玻璃结晶产品的杨氏模量。

  该作业使用高压改变对甩带发制备的Cu-36 at% Zr的金属玻璃进行了严峻塑性变形。变形后的非晶除少数剪切带中的晶体外，根本坚持非晶的结构，而且出现了显着的成分崎岖。进一步在晶化温度以下进行退火，发现此刻合金别离为纳米级的两个非晶相，其成分挨近Cu10

  7相与Cu51Zr14相的成分，其结构如图1（b）所示。分化后金属玻璃的杨氏模量为相同成分均匀金属玻璃的139%，挨近合金晶体的杨氏模量，如图2（b）所示。模量的提高可归因于具有高密度的玻璃/玻璃界面以及非晶相有序度的提高。因为非晶结构的各向同性，玻璃相界面的应变和过剩能量一般十分低，因而，在该研讨中界面应变对弹性模量的影响可疏忽。与均匀的非晶态比较，这些界面邻近因为存在比较大的成分改变，或许出现带来部分电子态密度的改变，提高了资料的弹性模量。（来历：科学网）相关论文信息：