研究人员以Zr-Al-Ni-Cu合金体系为研究对象，利用XRD、DSC、SEM及万能试验机等测试分析了Hf替换Cu对Zr55Al10Ni5Cu30-xHfx(x=0、1、3、5、7、10，原子分数，%)块体非晶合金玻璃形成能力和性能的影响。结果表明，适量Hf元素对Cu元素的替换提高了Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性和压缩塑性（图1）。当Hf含量为7%时，非晶合金具有12mm的最大临界尺寸和85K的最大过冷液相区间。当Hf含量为5%时，非晶合金具有13.3%的最大塑性应变和1872.6MPa的最高断裂强度，并且表现出明显的“表观硬化”和锯齿流变现象，其中塑性应变较原始成分获得了显著的提升（图2-3）。采用真空压铸法制备了直径9.4mm的Zr55Al10Ni5Cu25Hf5球形非晶破片，并对其进行准密闭箱冲击超压实验（图4-5）。其冲击释能反应规律为：冲击释能反应随着冲击速率的增加而加剧。在600~1000m/s低速区间，破片超压峰值随冲击速率的增加缓慢增大。在1000~1400m/s高速区间，破片超压峰值随冲击速率的增加急剧增大。破片的临界超压速率约为600m/s，当冲击速率为1360m/s时，超压峰值达到最大值0.3291MPa。Zr55Al10Ni5Cu25Hf5破片的能量释放主要来自冲击过程中其金属组元与O2之间的燃烧反应，且释能效率具有速率相关性。在低速率区间内，Zr55Al10Ni5Cu25Hf5破片的释能效率随撞击速率的增加而缓慢增大，在高速率区间内，释能效率随着速率的增加急剧增大。当速率为1360m/s时，破片具有最大释能效率63.17%，此时破片的能量密度为6.92kJ/g（图6）。
