历程 | 从玻璃到液体：非晶合金热变大系数的1.7倍厘革

块体非晶合金质料因其精良的力学功能遭到人们的广泛眷注，但什么合金因素可以构成块体非晶合金是一个困扰了人们几十年的困难。统计后果标明，在已知的块体非晶合金因素中有99%的因素含有后过渡金属(Late Transition Metal)（图1）,指的是元素周期表中的VIII族和IB族元素。但是，构成块体非晶合金必要后过渡金属的缘故至今尚不清晰。

图1：后过渡金属元素被广泛使用于最少679种非晶合金中。

近期，中国封建院物理研讨所/北京凝结态物理国度研讨中央极度条件物理重点实行室EX04组非晶团队的卢通博士和刘松灵博士研讨生，在孙永昊特聘研讨员和潘明祥研讨员的协同引导下，研讨了块体非晶合金在从玻璃到液体变化的历程中质料的热变大系数厘革，发觉不同因素的块体非晶合金在玻璃变化前后的热变大系数具有相似的1.7倍厘革(图2)，而别的非晶质料在玻璃变化前后，或是纯金属在固液变化前后，则不存在这种倍率干系。

图2：最少20种统计的块体非晶合金从玻璃到液体产生的1.7倍的热变大系数厘革。

研讨推测，1.7倍热变大系数厘革约莫源自这些因素不同的块体非晶合金中广泛含有的铜、镍等后过渡金属。他们通太过子动力学模仿进一步研讨了Cu-Zr和Ni-Zr体系的三种非晶合金在玻璃变化前后的热变大系数厘革。在盘算非仿射热变大系数后，他们发觉这些非晶合金的铜、镍原子在玻璃变化历程中产生剧烈的壳层厘革——有凌驾10个铜或镍原子从原子间距6-8埃的团簇外壳层进入内壳层（图3）——是这种局域的非仿射热变大举动招致了全局的定量热变大厘革特性。

图3：Cu50Zr50非晶合金中的(a) Cu-Cu和(b) Zr-Zr原子对的局域相对全局热变大系数厘革。

这项事情表明了后过渡金属对驱动玻璃变化的作用，展现了一种无序体系中的化学中步骤对其玻璃变化的影响，为块体非晶合金新因素的开发提供了封建引导。

干系后果以“1.7 Times Thermal Expansion from Glass to Liquid”为标题公布在质料封建综合期刊上。文章的协同第一作者是卢通博士和刘松灵博士研讨生，通讯作者是孙永昊特聘研讨员和潘明祥研讨员。该事情还取得了汪卫华院士和山东省盘算中央（国度超等盘算济南中央）刘召远副研讨员的大力支持。本研讨取得了国度天然封建基金（51971239）、国度重点研发方案（2021YFA0703603和2021YFA0716302）、中国封建院战略重点研讨方案（XDB3000000）和广东省天然封建基金（2019B030302010）的帮助。

编纂：Tammy