非晶合金本征韧脆性与其“血型”相关

　　中科院宁波材料技术与工程研究所非晶软磁研究团队发现，非晶合金的本征韧脆性与其“血型”密切相关。相关成果日前发表于《科学报告》杂志。

　　非晶合金因其独特的原子排列特征而具有许多优异的力学性能，例如高的强度、硬度以及弹性极限等。但由于非晶合金在变形过程中存在室温脆性与应变软化等问题，极大地制约了其作为结构材料的广泛应用。

　　此次研究人员提出了一个全新的非晶合金分类方法，首次将不同的非晶合金划分为成分位于相图中共晶点附近的“E-型非晶”与成分位于相图中金属间化合物成分附近的“C-型非晶”两个基本类型，以及它们的混合类型“H-型非晶”。

　　进一步研究发现，非晶合金的本征韧脆性与其元素分布状态的均匀与否存在密切的对应关系。元素分布均匀的“C-型非晶”具有很高的塑性变形能力，而元素分布不均匀的“E-型非晶”表现为明显的脆性。虽然进一步的退火弛豫会导致“E-型非晶”与“C-型非晶”屈服强度、硬度以及密度的增加，但其对这两类非晶合金塑性的影响截然不同，呈现“脆者（E-型非晶）更脆，韧者（C-型非晶）恒韧”的奇异现象。

　　通过对上述实验结果的分析，并结合非晶变形过程中剪切带内元素分布状态的动态演化过程及对应的能量变化，研究人员提出了一个全新的非晶合金剪切变形动态模型。

　　专家表示，该研究为深入理解非晶合金的本征韧脆性提供了全新视角。同时，退火前后“韧者恒韧”的“C-型非晶”的发现，也为进一步通过相图信息寻找更多的高塑性块体非晶合金指明了方向。