Natl.Sci.Rev.展望：金属玻璃物理机械性能的动力学起源

【引言】

在形成玻璃的过冷液体和玻璃态固体中，快于主结构弛豫的动力学行为常统称为二次弛豫。过去大量的实验研究成果揭示高分子玻璃体系中，二次弛豫与其诸多基本物理和力学性能可能存在着密切的关联，如形变、晶化、玻璃转变等现象。

【成果简介】

近期，基于大量动态力学分析研究，上海大学和香港城市大学联合课题组在金属玻璃中发现了独特的不同于主弛豫和已发现二次弛豫的快二次弛豫现象 (Nature Communications, 2015;6: 7876)。进一步通过分析不同金属玻璃快二次弛豫的动力学特征，他们证明了这种快二次弛豫普遍存在于不同金属玻璃体系中，并建立了其与金属玻璃塑性的关联 (Materials Today, 2017;20: 293)。

由香港城市大学先进结构材料研究中心杨勇副教授课题组联合刘锦川、吕坚教授等撰写的展望文章“Fast secondary relaxation and plasticity initiation in metallic glasses”近期发表于国家科学评论(National Science Review, 2017, https://doi.org/10.1093/nsr/nwx113)。这篇展望文章简要阐述了金属玻璃快二次弛豫的基本特征，讨论了新发现与经典“剪切转变区”模型的异同，最后探讨了金属玻璃塑性起源可能的动力学机制。

【图文导读】

图1 金属玻璃的β弛豫

（a）MG中慢β弛豫的活化能分布。插图是剪切变形区（STZ）的示意图。

（b）MG中快β'弛豫和慢弛豫的活化能分布。

（c）La_56.16Ce_14.04Ni_19.8Al₁₀MG中的二次弛豫模式（快β'和慢β弛豫）

图2 MG中快β'弛豫之间的相关性

（a）各种MGs的E_β与E_β'的变化

（b）脆性和韧性MGs的原子结构示意图

（c）脆性-韧性转变与（Ce_0.72Cu_0.28）₉₀Al₁₀MG中的快β'松弛之间的关系

【小结】

二次弛豫的发现是更好了解塑形的重要一步。在根本层面上，二次弛豫与动态异质性和玻璃化转变有关。金属玻璃快二次弛豫的发现给我们理解金属玻璃动态非均匀性提供了新的视角，同时，也给我们深入探索金属玻璃物理力学性能的动力学起源提供了重要的实验依据。

文献链接：Fast secondary relaxation and plasticity initiation in metallic glasses（Natl.Sci.Rev.,2017,DOI:10.1093/nsr/nwx113）

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