中文摘要：

块体金属玻璃可以具有明显压缩塑性，但迄今为止尚未发现明显的拉伸塑性。但有研究表明，当金属玻璃的样品尺寸小到纳米尺度时可以展现明显拉伸塑性现象，但对于这类玻璃纳米化后的力学性能尺寸效应人们还难以恰当理解，由于纳米金属玻璃纤维样品准备存在技术难度，相关的实验研究还非常少。此外，纳米金属玻璃纤维的功能特性也有待于研究探索。本项目旨在以我们自己发展起来的重力牵拉制备微纳米金属玻璃纤维技术为基础，以方面从技术的角度对金属玻璃易成丝性做进一步的研究，另一方面更着重于制备不同体系的微纳米尺度的金属玻璃纤维样品，从微米到纳米尺度系统地测量研究纤维的主要力学性质，力图认识和发现这种性能变化的尺寸效应的物理机制。于此同时，探索纳米金属玻璃纤维的一些功能特性，为更好地理解金属玻璃纳米化独特性能提供参考。

结论摘要：

人们在块体金属玻璃拉伸性能研究中发现，当金属玻璃的样品尺寸小到纳米尺度时可以展现明显拉伸塑性现象，但对于这类玻璃纳米化后的力学性能尺寸效应人们还难以恰当理解。由于纳米金属玻璃纤维样品准备存在技术难度，相关的实验研究还非常少。此外，从应用的角度考虑，纳米金属玻璃纤维的功能特性也有待于研究探索。为此，本项目团队所在研究组以我们自己发展起来的重力牵拉制备微纳米金属玻璃纤维技术为基础，申请立项开展微纳米金属玻璃纤维力学性质的尺度效应及功能特性研究。一方面从技术的角度对金属玻璃易成丝性做进一步的研究，另一方面更着重于制备不同体系的微纳米尺度的金属玻璃纤维样品，研究从微米到纳米尺度系统地测量研究纤维的主要力学性质，力图认识和发现这种性能变化的尺寸效应的物理机制。于此同时，探索纳米金属玻璃纤维的一些功能特性，为更好地理解金属玻璃纳米化所展现的独特性能提供参考。通过4年的执行周期，本项目组按期完成了计划的研究内容并获得了如下主要有创新性或有特色的研究结果1）对近20种玻璃块体金属形成体系的成丝特性研究表明，块体金属玻璃的形成能力不是可形成微纳米纤维的决定因素，易难程度与金属玻璃的脆度、过冷液相区的宽度成正比但反比与玻璃转变温度，且成丝能力越好的体系其表面越光滑；2）获得了近两倍于块体材料的超高拉伸断裂强度的Pd基纳米金属玻璃纤维，且发现其拉伸形变存在着脆塑转变的尺寸效应，转变的临界直径约与剪切带核的尺度相当，这种效应是本征的；3）不同的金属玻璃体系在纳米尺度表现出金属玻璃中塑脆转变与剪切带退局域化到局域化相关的现象；4）金属玻璃纤维中的宏观不均匀性减少但微观结构不均匀性更明显；5）金属玻璃微纳米尺度化会使其电阻和磁性能等物理性能发生改变，如直径的减小可以明显提高磁熵变值。本项目所取得的这些科学结果为理解金属玻璃从宏观尺度到微观尺度力学与物理性能发生变化的机理提供了直接的实验证据。此外，本项目所尝试的利用金属玻璃的一些独特力学或物理性能用于精密测量或制备精密器件所取得的结果也为微纳米尺度的金属玻璃纤维应用提供了有价值的参考途径。