非晶合金具有長程無序，短程有序的原子結(jié)構(gòu)，兼有金屬和玻璃特性，常呈現(xiàn)比晶態(tài)金屬材料更為優(yōu)異的力學(xué)性能，如高強度、高硬度、極大的彈性應(yīng)變極限和高斷裂韌性等，其結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用前景廣泛。然而，非晶合金作為結(jié)構(gòu)材料也面臨巨大的挑戰(zhàn)，其室溫塑性變形高度局限在剪切帶中，缺乏宏觀拉伸塑性。

在過去近六十年的時間里，凝聚態(tài)物理學(xué)家和材料科學(xué)家付出了巨大的努力研究非晶合金力學(xué)行為和性能，以及背后可能存在的結(jié)構(gòu)起源?；诮陙泶罅康膶嶒灪陀嬎隳M研究，人們?nèi)找嬉庾R到非均勻性是非晶合金的結(jié)構(gòu)本質(zhì)特征之一，其在非晶合金的獨特力學(xué)行為和性能中扮演極其重要的角色。根據(jù)已有的實驗結(jié)果，非晶合金的結(jié)構(gòu)不均勻性表現(xiàn)在密度或者化學(xué)成分在納米甚至更大尺度上的起伏。在理論上，其可追溯到平衡態(tài)玻璃液體中的結(jié)構(gòu)非均勻性。

最近，西北工業(yè)大學(xué)喬吉超副教授，姚堯教授和香港城市大學(xué)楊勇教授共同合作在材料科學(xué)與工程頂尖綜述期刊《Progress in Materials Science》撰寫題為Structural heterogeneities and mechanical behavior of amorphous alloys的長篇綜述論文(PMS, 2019;104: 250-329)。

作者在綜述非晶合金結(jié)構(gòu)不均性的實驗表征技術(shù)、計算模擬理論分析及影響因素等的基礎(chǔ)上，總結(jié)分析了非晶合金結(jié)構(gòu)不均勻性的特征和力學(xué)響應(yīng)，以及其物理起源的理論基礎(chǔ)，并指出非晶合金結(jié)構(gòu)非均勻性與過冷液體固有特性本征關(guān)聯(lián)。進一步探討并提出了非晶合金力學(xué)行為及性能與結(jié)構(gòu)不均性關(guān)系的建立尚未澄清的基礎(chǔ)科學(xué)問題；展望了非晶合金結(jié)構(gòu)非均勻性、力學(xué)性能及其關(guān)聯(lián)性研究的發(fā)展方向。

圖1非晶合金的力學(xué)弛豫和力學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián)