与传统晶态合金不同，金属玻璃的无序结构赋予了其诸多独特性质。然而，室温拉伸塑性的缺失问题，严重制约了金属玻璃在高性能结构材料领域的广泛应用。近年来，在理解金属玻璃的塑性变形机制和增强其拉伸塑性方面取得了许多创新成果和显著进展，但多数研究仅在单一纳米或微米尺度下调节金属玻璃的结构，对微米级和纳米级异质结构如何影响室温下金属玻璃拉伸塑性变形的研究尚少。基于此，来自江苏科技大学材料学院的王冬朋等开发了分层微纳米结构锆基金属玻璃，并研究了它们的拉伸性能。该项工作扩大了对结构异质性的理解，并为提高金属玻璃的拉伸塑性提供理论基础。相关研究成果以“Hierarchical micro-nanostructured Zr-based metallic glass with tensile plasticity”为题在Acta Materialia上发表。
研究人员首先对锆基金属玻璃实施冷热循环处理，成功在纳米尺度上实现了更高程度的结构非均匀性。随后运用高频振动处理手段，在微米尺度上制备出低弹性模量微区阵列。经过上述处理后的具有微纳分级非均匀结构的锆基金属玻璃，展现出0.68%的室温拉伸塑性。通过有限元计算和分子动力学模拟发现，该塑性变形机制是由于纳米尺度上流变单元的激活，以及微米尺度下复杂应力场分布引发的剪切带阻挡所致。上述研究结果可以拓展对金属玻璃微观结构非均匀性的认识，为提高金属玻璃拉伸塑性提供了坚实的理论基础和切实可行的研究路线。
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