最新Nature報道！ 利用組合方法開發出高玻璃化轉變溫度的塊狀金屬玻璃

【背景介紹】

自1960年報道金屬玻璃以后，研究人員已經開發出了基于各種元素的金屬玻璃。然而，對于玻璃形成成分的理論預測仍然十分具有挑戰性，因為目前主要是通過反復的試驗以開發具有特定性質的金屬玻璃，因而破壞了相關元素的一些性質。在眾多金屬玻璃中，塊狀金屬玻璃可以表現出超過傳統結構合金的強度和彈性，但是這些玻璃的機械性能主要取決于玻璃化轉變溫度。在接近玻璃化轉變溫度時，但是塊狀金屬玻璃會經歷塑性流動，從而導致準靜態強度顯著降低。雖然目前已經開發出玻璃化轉變溫度大于1000 K的塊狀金屬玻璃，但是其過冷液體區域（玻璃化轉變溫度和結晶溫度之間）很窄，導致熱塑性成形性很差，嚴重限制了它們的實際應用。

【成果簡介】

Nature最新報道了中科院物理研究所的YanHui Liu老師（通訊作者）課題組報道了一種由銥/鎳/鉭三種金屬和硼組合形成的金屬玻璃，該金屬玻璃的玻璃化轉變溫度已經高達1162 K，且過冷液體區域為136 K，比目前的大多數金屬玻璃的都寬。對比現有的金屬玻璃，作者研制出的Ir/Ni/Ta（B）金屬玻璃在高溫下具有高強度：在1000 K下為3.7千兆帕。其中，它們的玻璃形成能力的特征在于臨界鑄造厚度為3 mm，表明通過熱塑性成形可以容易地獲得在高溫或惡劣環境中應用的小規模部件。同時，作者使用這種簡化的組合方法，利用先前報道的玻璃形成能力和電阻率之間的相關性篩選了一些有前景的合金。由于該方法是非破壞性的，所以可以接著同一樣品上測試一系列物理性質。總之，作者報道的方法具有很強的實用性，對發現其他組合玻璃金屬具有重要參考價值。文章題目為“High-temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods”。

【圖文解讀】

圖一、設計與組合制備出Ir/Ni/Ta（B）塊狀金屬玻璃成形合金

圖二、利用高通量方法表征Ir/ Ni /Ta（B）塊狀金屬玻璃

圖三、總結各種金屬玻璃的過冷液體區域與玻璃化轉變溫度和高溫強度的關系

圖四、測試制備的Ir/Ni/Ta (B) BMGs的性能

文獻鏈接：High-temperature bulk metallic glasses developed?by combinatorial methods. (Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1145-z)

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