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非晶態(tài)合金擁有優(yōu)異的力學(xué),、物理和化學(xué)性能,，是具有廣闊應(yīng)用前景的新型材料,。然而,，非晶態(tài)合金是一類亞穩(wěn)態(tài)材料，其結(jié)構(gòu)弛豫或老化會(huì)導(dǎo)致塑性的嚴(yán)重惡化甚至喪失,。通過外界激勵(lì),，使非晶態(tài)合金由低能量向高能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程稱為“年輕化”(rejuvenation)，伴隨該過程的是其塑性的提升,。對(duì)于變形非晶態(tài)合金而言,，由于存在剪切帶，其結(jié)構(gòu)具有異質(zhì)性,。因而,，在外界溫度場(chǎng)的激勵(lì)下，變形非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu),、能量與性能如何演變及其原子機(jī)制均不清楚,。
成熟剪切帶區(qū)和非成熟剪切帶區(qū)非彈性原子的演變 成熟剪切帶區(qū)和非成熟剪切帶區(qū)的能量狀態(tài)
針對(duì)該問題，我校鹽湖綠色材料教師團(tuán)隊(duì)首先通過分子動(dòng)力學(xué)方法,，模擬探究了剪切帶內(nèi)的原子演變,，發(fā)現(xiàn)了成熟/非成熟剪切帶區(qū)對(duì)外界溫度場(chǎng)的差異性響應(yīng)現(xiàn)象，即成熟剪切帶區(qū)發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫,，而未成熟剪切帶區(qū)發(fā)生年輕化,。其次，實(shí)驗(yàn)研究也表明,，成熟剪切帶區(qū)的能量狀態(tài)降低,，而未成熟剪切帶區(qū)的能量狀態(tài)升高，這與理論模擬結(jié)果相一致,?；谶@一新發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)研究人員提出了變形非晶態(tài)合金的年輕化機(jī)理。研究結(jié)果將為非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)-性能設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供新的視角,。
相關(guān)研究結(jié)果以“Rejuvenation of a deformed metallic glass dominated by immature shear band zones during cryogenic thermal cycling (DOI: 10.1103/PhysRevB.109.104205)”為題發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Physical Review B》,，該期刊主要刊登凝聚態(tài)物理和材料物理等領(lǐng)域的高水平前沿學(xué)術(shù)成果，在國(guó)際物理學(xué)界有著重要的影響力,，是自然指數(shù)（Nature Index）82個(gè)收錄期刊之一,。本研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。
供稿：機(jī)械工程學(xué)院
【編輯：鄒林有 責(zé)任編輯：金萍】