附件是为Nature Materials 的News & Views栏目撰写了关于非晶合金具有“家族”特性的评述论文: Metallic Glasses:Family traits。 文章小结了最近非晶合金弹性性能研究的最新进展, 并评述了弹性性能研究在认识、理解非晶基本问题上的重要作用,并提出非晶合金中原子成键的简化的弹簧振子模型。
国内外许多研究组近年来在弹性模量和非晶结构及性能关联性研究方面取得很大的进展, 最近的研究发现很多非晶合金体系的弹性模量比如杨氏模量和切变模量【Ma, D. et al. Phys. Rev. Lett. 108, 085501(2012)】或者泊松比【Wang,W.H. Prog. Mater Sci. 57, 487 (2012)】近似等于其基底组分原子的弹性模量。 如Zr基非晶合金的模量约等于纯Zr的模量(见文章图1);非晶基底组分原子泊松比大的非晶合金系的泊松比就大。这意味非晶合金的模量主要由其基底组员(一般在50%原子百分比左右)决定, 即很多非晶合金具有模量遗传性。同时, 非晶合金的塑性、强度、断裂韧性也有类似的遗传性。即 非晶合金具有类似家族的遗传特性。 用原子成键的简化的弹簧振子模型可以形象直观的解释非晶合金中这种特性(见文章图1), 即非晶合金中存在强弱不同的金属键,这些不同强弱的原子键,可近似由刚度不同的弹簧振子表示。非晶合金性能遗传性说明非晶合金的性能主要由基底组分原子之间的金属键(相对基底组分原子和其它组元的金属键要弱得多)决定。 即非晶合金的性能主要由刚度弱的弹簧振子决定。 这个模型还可直观解释非晶合金高弹性、塑性形变的等问题。 非晶合金弹性性能的系列工作在探索性能可控的非晶合金材料,在深入认识复杂的非晶微观结构以及结构和性能的关系,理解非晶物理和材料中许多基本物理和材料问题的研究中将发挥越来越重要的作用。
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http://www.nature.com/nmat/journal/v11/n4/full/nmat3277.html