金屬玻璃的無(wú)序結(jié)構(gòu)使其具有高強(qiáng)度、高彈性、等特殊性能，通常還具有優(yōu)異的生物相容性、化學(xué)和物理性能。這些特點(diǎn)使金屬玻璃成為電子元件、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)合金的有吸引力的替代品。然而，塊體金屬玻璃在變形過(guò)程中往往由于剪切帶的災(zāi)難性破壞而缺乏塑性。相比之下，尺寸小到幾百納米的金屬玻璃表現(xiàn)出明顯的塑性變形。在過(guò)去的二十年里，人們進(jìn)行了許多研究來(lái)了解非晶材料在小尺寸下的力學(xué)性能。然而，研究原子結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性能的影響的研究有限。此外，使用實(shí)驗(yàn)工具表征金屬玻璃中的局部原子排列一直具有挑戰(zhàn)性，這也限制了這些材料中結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的發(fā)展。目前，一個(gè)重要的問(wèn)題是不同的制造方法如何改變玻璃的原子結(jié)構(gòu)，以及這些變化如何影響玻璃的熱穩(wěn)定性和性能。在熱穩(wěn)定性方面，通過(guò)物理氣相沉積可以生產(chǎn)出低能態(tài)的高密度熱穩(wěn)定玻璃，這種玻璃由于在自由表面上一個(gè)接一個(gè)的吸附原子沉積而形成封閉的堆積和均勻的原子排列。然而，就強(qiáng)度和塑性而言，這些結(jié)構(gòu)差異如何與變形特征和性能相關(guān)聯(lián)仍然不清楚。

基于此，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Manish Jain等人利用兩種不同的制造方法來(lái)加工具有相似成分的Zr基金屬玻璃，以闡明寬溫度窗口內(nèi)小尺寸與塊體金屬玻璃的性能與熱穩(wěn)定性的差異。通過(guò)原位微柱壓縮實(shí)驗(yàn)，他們揭示了尺寸效應(yīng)在不同溫度下對(duì)變形機(jī)制和力學(xué)性能的影響。這些結(jié)果可用于優(yōu)化金屬玻璃的加工路線，以制造熱穩(wěn)定且具有優(yōu)異性能的金屬玻璃。相關(guān)研究成果“Mechanical properties and thermal stability of thin film metallic glass compared to bulk metallic glass from ambient to elevated temperatures”為題在Journal of Alloys and Compounds上發(fā)表。
總之，作者研究了ZrCuAg條帶金屬玻璃和塊體金屬玻璃在寬溫度窗口下的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。對(duì)兩種玻璃的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和變形機(jī)理進(jìn)行了表征，并分析了兩者的差異。與塊體金屬玻璃相比，條帶金屬玻璃中較高的氧含量顯著改善了不同溫度下的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。在不犧牲塑性的情況下，條帶金屬玻璃在所有溫度下都比塊體金屬玻璃具有更高的強(qiáng)度。在250℃時(shí)，條帶金屬玻璃通過(guò)剪切帶形成和均勻變形進(jìn)行組合變形，而塊體金屬玻璃隨著應(yīng)變的增加表現(xiàn)出更少但更明顯的應(yīng)力下降。在500℃時(shí)，兩種玻璃的變形機(jī)制從鋸齒狀流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蜃冃?。研究結(jié)果表明，氧濃度可以用來(lái)調(diào)控Zr基薄膜金屬玻璃的熱穩(wěn)定性和變形特性。該項(xiàng)研究為理解金屬玻璃形成路徑對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響提供了新思路。