近日，上海交通大學材料科學與工程學院的尖端物質結構研究中心團隊在金屬玻璃b弛豫機理的研究取得重要進展。在中心主任陳明偉教授的領導下，朱凡博士和宋雙喜博士等人首次在實驗上表征了金屬玻璃中b弛豫的結構起源。相關成果以上海交大為第一單位發表在5月9日刊出的Nature子刊《Nature Communications》上。論文題目為“Intrinsic correlation between b-relaxation and spatial heterogeneity in a metallic glass”。

    金屬玻璃的力學性能極為優異，其強度是傳統金屬材料的數倍，在過冷液體狀態下又可以自由變換形狀。好萊塢科幻電影《終結者2》中制造未來戰士的液態金屬在現實生活中對應的材料就是金屬玻璃。和傳統的金屬材料不同，金屬玻璃內部沒有周期性的原子構型，其結構類似于液體，短程有序而長程無序。這種無序結構極大地限制了對金屬玻璃的微觀結構的表征，也制約了對其動力學行為的理解和認識。

    通過采用球差矯正電鏡（Cs-corrected TEM）和調幅動態原子力顯微鏡（AM-AFM）等尖端表征手段，該研究小組系統分析了金屬玻璃中結構弛豫動力學與空間結構異質性（spatial heterogeneity）的內稟相關性。通過比較兩者的特征弛豫時間與激活能揭示了空間結構異質性是金屬玻璃b弛豫的結構起源。該研究加深了人類對非晶體系動力學行為的認識，對理解玻璃轉變、非晶形變機制等關鍵科學問題具有重要的科學啟示。該項工作得到科技部973前沿項目、國家自然科學基金委非晶集團和重大設備項目等的資助。

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責任編輯：王元

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