金屬玻璃原子結構與力學性能關係的研究

《金屬玻璃原子結構與力學性能關係的研究》是依託浙江大學，由蔣建中擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：金屬玻璃原子結構與力學性能關係的研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：蔣建中
• 項目類別：聯合基金項目

項目摘要

金屬玻璃材料的脆性本質是基礎科學研究的前沿。金屬玻璃材料的力學性能與原子結構有著緊密聯繫。然而，在應力作用下金屬玻璃材料中局域原子的變化規律到目前為止還並不是很清晰，人們依然不能回答剪下帶的原子結構是什麼,與基體材料原子結構有何差異,剪下帶是如何產生和擴展的，裂紋是如何在剪下帶上產生等問題。所以對金屬玻璃材料原子結構的深入研究必將加深人們對這種先進材料力學性能的理解，為了推進這種先進材料的工業化套用。本項目擬將採用先進同步輻射實驗技術（原位拉伸X射線衍射、吸收譜和成像）和先進理論計算與模擬方法（反蒙特卡羅、第一性原理和經典分子動力學），系統地研究金屬玻璃在拉伸條件下原子電子結構隨應力的變化規律, 揭示金屬玻璃材料彈性極限與原子結構的內在關係，闡述金屬玻璃材料中剪下帶的原子結構以及形成和發展過程，揭示金屬玻璃材料的脆性本質，研發出1-2種具有優異綜合性能的新型金屬玻璃材料。

結題摘要

金屬玻璃材料的脆性本質是基礎科學研究的前沿。金屬玻璃材料的力學性能與原子結構有著緊密聯繫。本項目利用先進實驗技術（例如同步輻射、電鏡等技術）和先進理論計算模擬(反蒙特卡羅, 經典和第一性原理MD, 第一性原理密度泛函理論)方法，研究了金屬玻璃的原子結構與力學性能的關係，發現了金屬玻璃材料的塑性不僅對測試溫度非常敏感，而且在中溫區（約0.6倍玻璃轉變溫度）存在一個塑性極小值，在金屬玻璃材料中首次發現這種中溫脆性現象，它不同於從低溫到高溫材料發生脆性到韌性轉變的傳統認知。深入研究了樣品尺寸大小、拉/壓應力狀態、變形速率、變形溫度對金屬玻璃發生從局域變形模式到非局域變形模式的轉變的影響，揭示金屬玻璃薄膜材料室溫下呈現出超大彈性應變極限的原子機理、剪下帶原子結構和變形行為。