材料科学与技术学院最近取得一项重要科学研究成果

    最近，材料科学与技术学院核科学与工程系杨亮副教授等人，利用同步辐射技术结合模拟计算研究了无序态合金材料，其研究成果发表在物理类顶尖期刊Physical Review Letters上(Atomic-Scale Mechanisms of the Glass-Forming Ability in Metallic Glasses, 2012, 109: 105502)。本工作立足于材料学科目前的研究热点——金属玻璃材料。相对于传统的晶态合金，无序态合金材料具有各种优良或独特的物理、化学、机械性能，可望作为各种结构与功能材料，因此具有极为广阔的应用前景。不过目前其研究存在若干瓶颈问题，需更为完善的理论进行指导。到目前，人们发现该类材料的非晶形成能力（决定非晶样品的临界制备尺寸）对合金成分尤为敏感，特别是在某些小成分区域（0.5-1%）出现非晶形成能力极值。该现象引起了广泛关注，因为一旦该现象得以解释，可望在合金体系中通过理论指导成分的调控以制备具有大非晶形成能力的材料。

　　　
    在该项研究中，选取CuZr、NiNb等二元合金体系，制备一系列成分微变的金属玻璃样品，进行同步辐射实验，同时进行模拟计算，通过计算谱与实验谱的不断趋近得到接近真实环境的非晶结构模型。在本工作中引入晶体学中的致密度概念，创新性地对非晶结构解析的各种团簇内部的原子堆积效率进行计算，最终发现在非晶形成能力出现极值的成分点，其对应的原子堆积效率也相应出现极值，表现为一一对应的特征关系。该研究成果揭示了金属玻璃材料非晶形成能力的一个重要的结构影响因素，对该类材料的形成机制和制备原则提供了具有积极意义的理论阐释与指导。而且，该工作中提出的创新性概念和研究方法可望推广到其他具有无序态结构特征的各种材料的研究工作中。
 

    
    此外，本研究成果受到了国内外的广泛关注。例如，该工作作为国家大工程——上海光源的用户的重要研究成果，已应邀在上海应用物理研究所主页上进行了重点报道（http://www.sinap.ac.cn/Content/showdetail.aspx?id=dfa372b6-9aaa-4e76-8d84-b29b70d762ef）。