上海交通大学在非晶合金微观变形机制研究中取得重要进展

  近期,上海交通大学材料科学与工程学院李金富教授、孔令体教授团队在非晶合金剪切变形原子机制的研究中取得重要进展。该团队基于对非晶合金中局域原子重排事件的最低能量路径随宏观变形演化的分析,建立起定量的理论模型,并通过对非晶势能曲面的抽样搜索,成功预测出非晶合金剪切变形时局域原子重排事件发生的空间位置和宏观临界应变。基于原子尺度的分子动力学模拟进一步验证了理论模型预测的可靠性。该研究成果揭示了加载过程中非晶合金局域原子重排事件在的演化机制,为非晶合金变形理论的发展做出了重要贡献。反映该项成果的论文“Predicting Shear Transformation Events in Metallic Glasses” (DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.125503) 以上海交通大学为第一单位发表于物理学权威杂志《Physical Review Letter》上,论文第一作者为材料学院博士生徐斌。

  非晶态合金,又称金属玻璃,一般通过合金熔体的快速冷却制备,其原子结构“随机密堆”,无长程序。如何理解、描述其塑性变形机制一直是相关领域研究的热点和难点之一。审稿人指出,该工作首次成功建立起从势能曲面到原子重排事件之间的直接的、定量的联系,推进了对非晶合金剪切转变过程和塑性变形机理的认识。

  本研究工作得到了国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划及我校材料基因组联合研究中心的资助,模拟计算由我校高性能计算中心π提供支持。  

 

图1 左图是绝热剪切变形模拟中观察到的局域重排原子,右图是理论模型的预测结果

数字为原子重排事件触发临界应变的模拟测量值和理论预测值,理论预测与模拟测量吻合很好

  论文链接:

  (1) https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125503 

  (2) https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.95.144201.

 

    来源:上海交通大学http://smse.sjtu.edu.cn/news-content.asp?id=2002

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中国科学院上海硅酸盐研究所

中国科学院上海硅酸盐研究所主要研究领域涵盖了人工晶体、高性能结构与功能陶瓷、特种玻璃、无机涂层、生物环境材料、能源材料、复合材料及先进无机材料性能检测与表征等。

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