块体金属玻璃作为一种迅速崛起的新型结构材料,已经在国防、空天探索等众多领域显示出广阔的应用前景。但这类材料在室温下的塑性变形极易形成剪切带,并且剪切带的形成及相互作用决定着其诸多宏观力学行为,尤其是塑性。然而,关于金属玻璃中剪切带形成的敏感性因素及其物理机制还不清楚,有待进一步研究。为此,本项目展开了系列的实验研究、理论分析和数值模拟,在金属玻璃剪切带形成的敏感性因素及其物理机制方面取得了重要进展。(1)揭示了应力状态对金属玻璃中剪切带行为的作用规律和物理机制,发现正应力和静水压力都能诱发金属玻璃中形成多重剪切带,提高其塑性;由正应力或静水压力形成的机械约束是多重剪切带形成的诱因,应力再结晶进一步增强了多重剪切带的形成和塑性变形能力;(2)揭示了影响块体金属玻璃中剪切带行为的主要宏微观因素,得到了其发生剪切失稳时的临界自由体积浓度,发现剪切带行为对材料的宏观参数(如泊松比)不敏感,而对金属玻璃的微结构参数(如剪切相变区原子数和扩散距离)敏感;(3)揭示了剪切带形成压力敏感性和玻璃物理性能之间的关联和物理机制。为探索具有良好室温塑性的块体金属玻璃材料及推进其应用提供了相关科学依据。
英文主题词metallic glass;amorphous alloy; shear band; plasticity; sensibility.