研究人员橡树岭国家实验室揭开了神秘的变形机制在金属玻璃中发现的。
中子科学联合研究所所长Egami Takeshi(左)和欧洲杯线上买球Wigner研究员Fan Yue手持一个金属玻璃拇指驱动器，发现了金属玻璃变形的机制。资料来源:杰森·理查兹，俄勒冈州nl
金属玻璃是一种耐磨、可磁性开发和可模压的材料，它的强度是钢的三倍。
虽然大多数金属在本质上是结晶的，但金属玻璃具有非晶态的原子结构。由于金属玻璃相对稳定，它可以精确地浇铸到模具中，而不会再次结晶。
这种材料目前被用于生产弹性涂层、节能变压器、手术刀刀片和生物相容性骨植入物，但其应用仍然非常昂贵。如果能解决金属玻璃易碎的问题，它就可以用于手表、滑雪板、汽车车身、智能手机外壳和电脑芯片涂层的制造。
当使用计算机模拟分析金属玻璃的变形时，研究人员发现，在材料破碎之前，大约五个原子的碎片相互交换了原子键。此前，人们认为这一过程涉及到20到600个原子。
在这项研究中，金属玻璃被加热到2000k的温度，然后冷却到接近绝对零度。在这个温度下，原子不能移动太多，与缓慢冷却的玻璃相比，在快速冷却的玻璃中发生了更多的五原子变形触发器，从而创造出具有更大延展性的玻璃。
由于无序的原子堆积，玻璃的行为在固体物理学领域还没有被完全理解，因为液体和玻璃不具有有助于分析固体的周期性。
玻璃变形机理
金属玻璃的演变是由其势能景观决定的。研究人员分析了变形过程中相邻最小值之间的“鞍点”。鞍点是原子相互作用中能量最高的点，只有当五个原子有足够的能量攀爬和跨越鞍点时，变形过程才会发生。
研究结果可能有助于控制金属玻璃的延展性。本研究的论文，“热激活变形是如何在金属玻璃中开始的”该研究发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。