2006年1月31日
采用先进设备，最先进的实验室技术和强大的计算机模拟，约翰霍普金斯研究人员发现了原子是如何包裹在被称为金属玻璃的特殊材料中的。欧洲杯足球竞彩他们的发现将有助于科学家更好地理解这种材料的原子尺度结构，这种材料被用于制造运动器材、手机外壳、穿甲弹和其他产品。2020欧洲杯下注官网
这一发现，标志着为期两年的研究项目的高潮，据报道在杂志的1月26日发行自然。这项工作是一个重大的进步，因为这些工具用于研究传统的晶体金属不与金属玻璃很好地工作，并更好地对材料的理解已经迫切需要。
“原子是如何在金属玻璃中包裹自己的，这一直是个谜，”材料科学与工程系的副研究科学家、《自然》杂志那篇论文的第一作者霍华德·盛(Howard Sheng)说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“我们开始破译这种封装信息，最终我们能够清楚地描述原子在金属玻璃中的排列方式。”
在常规的金属，原子结晶成称作晶格均匀的三维图案。但大约一个半世纪以前，材料科学家学会了如何通过冷却液金属得很欧洲杯足球竞彩快，内部原子结构冻结的原子有机会自行安排成格子图案之前使玻璃金属。这种新材料被描述为无定形的，这意味着它的原子似乎无结晶材料的长程有序特性被布置在不规则的方式。欧洲杯足球竞彩这种无定形的原子结构在其它材料如窗玻璃通常发现，但它很少发生于金属。欧洲杯足球竞彩
不像窗玻璃，金属玻璃是不透明或容易碎裂。许多传统的金属是易于弯曲，因为缺陷形状的出在它们的晶格（位错）。但金属玻璃没有晶格和没有这样的位错，并且它们的原子的无序排列使他们独特的机械性能和磁性能。金属玻璃，这通常是由两种或多种金属的，可显示大强度，大的弹性应变和韧性。另一个优点是，如弱的塑料材料，它们可以很容易地被加热，软化并模压成复杂的形状。欧洲杯足球竞彩
尽管金属玻璃的巨大潜力，谁使他们的研究人员已经受到阻碍的有关材料基本科普知识匮乏。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球强大透射电子显微镜可以被用于查看在传统的金属一字排开原子行。但是，当这些仪器上的金属玻璃使用时，所得到的图像是原子的散射阵列的一个，从而形成没有明显的图案。因为这么少已经知道关于原子是如何排列在金属玻璃，一些基本材料科学问题，如金属玻璃变形如何，仍然没有解决。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
为了填补这一知识空白，由约翰霍普金斯大学材料科学与工程教授Evan Ma领导的一个团队推出了一种双管齐下的方法，来解决金属玻璃原子是如何排列的之谜。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“我们的目标是推进对金属玻璃中原子堆积的理解，”马说。“这是一项艰巨的任务，因为这些非晶态结构缺乏长程有序。然而，这是非常重要的，因为结构决定了性能。”
研究人员提出了一些二进制金属玻璃的样品，每两个元件组成，然后将它们进行高科技实验室测试来收集有关样本的三维原子配置的信息。一些这些实验的，在橡树岭和Brookhaven国家实验室，涉及X射线衍射和在同步加速器X射线源所采取的扩展X射线吸收精细结构的数据进行的。其他分析，利用称为反向蒙特卡罗模拟法，用在约翰霍普金斯大学的计算机集群进行。
独立于这些实验室测试，研究人员利用国家能源研究科学计算中心提供的强大计算机资源进行虚拟实验，旨在揭示金属玻璃原子的排列。实验室实验和计算机试验的结果相互验证，证实了研究人员的结论。
他们的关键发现之一是，金属玻璃原子并不是完全随机排列的。相反，由7到15个原子组成的原子群倾向于围绕一个中心原子排列，形成被称为卡斯帕多面体的三维形状。在晶体金属中也发现了类似的形状，但在金属玻璃中，研究人员说，这些多面体是扭曲的，并没有排成长长的一排。在金属玻璃中，多面体以独特的方式结合在一起，形成纳米级的小团簇。在期刊文章中，这些结构特征被描述为化学和拓扑的近程有序和中程有序。
约翰霍普金斯大学的工程师也作了有关的低密度空间在金属玻璃这些集群中是如何形成的重要发现。这些“空洞”影响材料形式的玻璃和机械性能也将拥有的方式。
沈教授是这篇文章的主要作者，他相信这些发现将导致对金属玻璃理解的重大进展。“我们的发现，”他说，“应该让制造金属玻璃的人更接近智能设计技术，开发具有特定产品所需的精确机械特性的材料。”欧洲杯足球竞彩这些发现也促进了我们对材料科学的总体理解。”欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
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