教育新闻网金属玻璃——具有金属强度的材料，但像塑料一样可模塑——正在被开发用于广泛的应用。然而，控制金属玻璃的形成及其以块状形式产生的特性仍然是该领域正在进行的工作。
机械工程与材料科学教授 Jan Schroers 实验室的研究人员已经找到了一种利用应变来防止熔融金属返回其原始状态的方法，从而产生非常坚固且具有延展性的金属玻璃。该研究由 Schroers 实验室的研究生 Rodrigo Miguel Ojeda Mota 和 Ethen Lund 领导，最近发表在Communications Materials上。
在制造金属玻璃的常用方法中，合金被熔化，然后在其原子有机会重新排列成其原始结晶状态之前极快地冷却。这种原子的混乱使金属玻璃具有强度和延展性的结合。然而，这是一个仅适用于非常小的样品的过程，其中可以实现足够高的冷却速率。
“因此，限制是你永远无法从中制造出任何真正有用的东西，比如手机外壳、齿轮或卫星推进剂罐，”施罗尔斯说。
研究人员尝试了一种不同的方法，使用应变来防止材料松弛回其原始原子结构。在将合金(在本例中为 Zr 44 Ti 11 Ni 10 Cu 10 Be 25合金)加热 到使其转变为玻璃的温度后，它们允许在冷却阶段用较小的重量将材料拉下(左) . 这本质上是材料放松为晶体原子结构的趋势与使原子保持混乱的机械应变之间的一场战斗。冷却后，材料冻结为金属玻璃。整个过程需要几秒钟。
“通过在高温下拉动这种材料，我们正在膨胀金属内部的原子，”隆德说。“当它冷却时，我们将它冻结在膨胀状态，这就是激发态的液态。”
Schroers 说，该工艺使他们能够大大提高金属的机械性能，并使用它们来创造复杂的形状。
Ojeda 说，下一步是尝试将这个想法应用于不同的流程。“我们对电线不感兴趣，但将致力于将应变延展化纳入吹塑成型，”他说。“这将使我们能够制造出大多数金属用于非常高强度和延展性材料的形状。”
