同济教授课题组研究成果在“自然通讯”发表
26.02.2015 11:34
本文来源: 同济大学
非晶态是自然界物质广泛存在的一种形态，与人类的生活密切相关。人们日常见到的材料如塑料、玻璃、松香、石蜡、沥青、琥珀、橡胶等都是玻璃态固体，生物体（动物、植物等）、液体、胶体、颗粒物质也是广义的非晶态物质，宇宙中大部分水也是以非晶态的形式存在。金属玻璃，作为非晶态玻璃家族的“新”成员，仅有半个多世纪的研究历史。与传统的晶态金属材料相比，金属玻璃（非晶合金）具有长程无序、短程有序的结构。其特殊结构赋予这类新型合金许多特有的性能，如高硬度、高强度、耐磨性、耐蚀性、高电阻和优异磁学性能等。近年来金属玻璃的形成、结构和性能的研究及其应用开发在世界范围内受到广泛的关注和重视。尤其是金属玻璃的微观结构一直是材料科学和固体物理领域研究的热点问题之一。
沈军教授团队的罗强博士利用原位高压同步辐射X射线衍射技术，在液氦和甲乙醇等作为传压介质的等静压条件下(直到约500000个大气压），研究了三元Ce基金属玻璃的结构随压力的变化行为，进一步确认了该金属玻璃在室温条件下从低密度非晶态到中等密度非晶态再到高密度非晶态的多形态转变现象。结合金属玻璃的微观结构模型，分析了该非晶合金分等级的多形态转变（致密化过程）的内在机理，澄清了非晶结构中自由体积、中程序和短程序在其结构随压力变化过程中的不同贡献。进一步将温度升到靠近玻璃转变温度附近（390 K），并研究其结构随压力变化，发现其低密度非晶态向中等密度非晶态的转变呈现出相对不连续转变的行为，展示出类一级相变的特征，与在室温下的连续转变不同。此外，对比室温和390 K下高压结构的变化，发现该合金在一定的压力范围的中程序结构呈现反常的热膨胀行为。这项研究工作一方面表明金属玻璃在压力下可以展现出丰富多彩的结构和性能，压力作为重要参数引入金属玻璃的制备和后续处理工艺中必将进一步拓展其应用前景；另一方面深化了对金属玻璃及其相关液体的微观结构的认识以及对压力导致的非晶合金结构转变的内在本质的理解。
罗强博士近年来一直致力于非晶合金的新材料开发、微观结构、电学、磁学性能和有关功能特性的相关研究。已在Applied Physics Letters (88, 181909 (2006); 88, 151915 (2006);89, 081914 (2006); 90, 211903 (2007); 92, 011923 (2008);101, 062411(2012))、Physical Review B (82, 024204 (2010))、Intermetallics (30,76 (2012))、AIP Advances (3,032134 (2013))以及Journal of Applied Physics(117, 053909 (2015)) 等国际知名学术期刊上发表多篇高质量学术论文。
本文来源: 同济大学
26.02.2015 11:34