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余家欣等工作：循環(huán)納米壓痕下CuZr金屬玻璃的剪切帶動(dòng)態(tài)和自修復(fù)機(jī)制

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2025-07-29  瀏覽次數(shù)：2554
金屬玻璃因其獨(dú)特的力學(xué)性能，如高強(qiáng)度、大彈性極限和良好的耐腐蝕性，被認(rèn)為是一類具有廣泛應(yīng)用前景的材料。然而，金屬玻璃在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變波動(dòng)的操作條件下，容易發(fā)生剪切帶（SBs）的快速形成，導(dǎo)致材料突然失效。剪切帶的形成和演化是金屬玻璃塑性變形的主要機(jī)制，對(duì)其理解和控制對(duì)于提高金屬玻璃的應(yīng)用性能至關(guān)重要。在循環(huán)加載下，金屬玻璃中的剪切帶如何形成、發(fā)展以及是否具有自修復(fù)能力，是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。日前，西南科技大學(xué)余家欣、賴建平等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的方法，深入研究了CuZr金屬玻璃在循環(huán)納米壓痕下的剪切帶動(dòng)態(tài)和自修復(fù)機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Shear-banding dynamic and self-repair mechanism of CuZr metallic glass subjected to cyclic nanoindentation: Experiment and molecular dynamic simulation”為題在Applied Surface Science上發(fā)表。

研究人員發(fā)現(xiàn)盡管循環(huán)應(yīng)力誘導(dǎo)了剪切不穩(wěn)定性的積累并促進(jìn)了剪切帶（SBs）的生長(zhǎng)，但在成熟的剪切帶內(nèi)部發(fā)生了一種獨(dú)特的“自修復(fù)”過(guò)程。這一過(guò)程通過(guò)明顯的勢(shì)能降低和穩(wěn)定團(tuán)簇連接的增加得到證實(shí)。研究人員通過(guò)耦合STZ-渦旋模型和以梯度原子堆疊結(jié)構(gòu)定義的中程有序（MRO）團(tuán)簇，詳細(xì)闡述了這一獨(dú)特的自修復(fù)行為。研究表明，剛性的類固體團(tuán)簇作為旋轉(zhuǎn)中心，激活了周圍原子的非彈性變形。這種剪切帶動(dòng)態(tài)表明，自修復(fù)事件是由液態(tài)原子向相反的固態(tài)對(duì)應(yīng)物的轉(zhuǎn)變引起的，這與增強(qiáng)的MRO的面共享連接強(qiáng)烈相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了我們對(duì)金屬玻璃在循環(huán)變形過(guò)程中結(jié)構(gòu)演變和塑性事件的理解。

特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供，真實(shí)性未證實(shí)，僅供參考。請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。


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