金屬玻璃作為一種典型的非晶態(tài)材料，具有高彈性、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐摩擦等優(yōu)異的力學(xué)性能，引起了人們的廣泛關(guān)注。在一定溫度下力學(xué)性能的演變是制約金屬玻璃實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。特別是由結(jié)構(gòu)弛豫引起的塑性-脆性轉(zhuǎn)變通常是由多個(gè)剪切帶向單一主剪切帶的轉(zhuǎn)變，這一點(diǎn)目前尚不清楚。顯然，研究剪切帶的微觀形核機(jī)制和結(jié)構(gòu)弛豫效應(yīng)對(duì)于理解各種變形行為具有重要意義。

基于此，中科院寧波材料研究所的高萌研究員選擇具有良好塑性變形能力和對(duì)結(jié)構(gòu)弛豫高敏感性的Zr₅₆Co₂₈Al₁₆金屬玻璃，探索了不同弛豫狀態(tài)下力學(xué)行為演化和剪切帶形核動(dòng)力學(xué)，提出了一種基于剪切帶形核動(dòng)力學(xué)的模型來理解由結(jié)構(gòu)弛豫引起的金屬玻璃的韌脆性轉(zhuǎn)變。相關(guān)研究成果以“Unraveling structural relaxation induced ductile-to-brittle transition from perspective of shear band nucleation kinetics in metallic glass”為題在Journal of Alloys and Compounds上發(fā)表。

研究人員研究了金屬玻璃在不同退火狀態(tài)下的熱力學(xué)行為、宏觀壓縮行為和剪切帶形核動(dòng)力學(xué)的演化。研究發(fā)現(xiàn)，金屬玻璃存在一個(gè)由塑性變形到脆性變形的臨界退火狀態(tài)，相應(yīng)的剪切帶形核位點(diǎn)也發(fā)生了由低載荷形核位點(diǎn)向高載荷形核位點(diǎn)的轉(zhuǎn)變。該研究為理解金屬玻璃力學(xué)行為隨外部條件的演化提供了新的視角，有助于揭示金屬玻璃力學(xué)性能演化與結(jié)構(gòu)弛豫之間的關(guān)聯(lián)。