采用分子动力学模拟方法研究了改进的Simple pointcharge模型SPC／E水滴在CusoZr50非晶薄膜上的润湿行为和铺展过程．通过与CuZr（ii0）和（100）晶面对比研究发现，水滴在Cu50Zr50非晶薄膜表面上表现出较高的铺展速度．水滴在非晶合金表面的铺展过程中形成了明显的吸附层；而在晶态表面，水滴铺展前沿呈脚状形态．分析结果表明非晶表面的水分子...
玻璃一液体转变现象，简称玻璃转变，被诺贝尔物理学奖获得者安德森教授评为最深奥与重要的凝聚态物理问题之一．金属玻璃作为典型的非晶态物质，具有与液体相似的无序原子结构，因此又称为冻结了的液态金属，是研究玻璃转变问题的理想模型材料．当加热至玻璃转变温度，或者加载到力学屈服点附近时，金属玻璃将会发生流动．由于热或应力导致的流...
非晶合金是一类具有诸多优异性能的先进金属材料，同时也是研究非晶态物质的模型体系．最近，大量的实验和模拟证据显示，在非晶合金中可能存在类似晶体中缺陷的“流变单元”，这些动力学单元和非晶合金的的流变、物理、力学性能密切关联．本文主要综述了流变单元提出的背景、实验证据、流变单元的特征、激活与演化过程、相互作用以及相关的理论...
铀基非晶合金是非晶家族中的特殊成员，受限于铀元素的高活性与放射性特点，目前这类非晶材料的研究极不充分．本文结合非晶合金的最新发展动态简要介绍了铀基非晶发展历史，较系统地总结了本团队的最新铀基非晶研究工作：首先较详细地介绍了新型铀基非晶的制备技术、成分体系、形成规律与晶化行为，澄清了其形成机制与热稳定性；结合高分辨电镜...
非晶态合金在力学性能、耐磨耐蚀性、磁性等方面比传统晶态合金具有显著优势，是一类有优良应用前景的新型结构与功能材料．非晶态合金与氢相互作用可以产生很多有趣的物理化学现象和应用．本文从物理基础和材料应用两个方面评述非晶态合金和氢相互作用的研究进展，在物理基础研究方面，从氢在非晶态合金中的存在状态出发，讨论氢在非晶态合金中...
非晶合金是一种不同于传统合金材料的新型合金，其突出的机械、物理、化学等性能在工程应用领域备受关注．作为一种具有无序原子结构的新型合金，非晶合金中蕴含的丰富的物理现象在基础研究领域也备受瞩目．非晶合金往往由多个组元构成，这给成分优化和性能调制带来了巨大的挑战．材料基因组方法是最近发展起来的新方法，通过高通量制备和结构表...
非晶态物质处于热力学非平衡状态，稳定性是非晶态材料应用的重要瓶颈，也是理论研究的关键问题．最近人们开发出相当于普通金属玻璃退火上百万年的“超稳定玻璃”，为研究非晶态材料的稳定性和非晶态物质的本质提供了新契机．本文简要介绍超稳定玻璃的特点、形成机理以及其对非晶态物理学基本问题提供的新见解和新思路．
表征纳米尺度结构非均匀对于理解非晶合金的变形、弛豫等动力学行为至关重要．受时空尺度限制，非晶合金纳米尺度结构非均匀的实验表征具有很大的挑战性．本文针对一种典型的锆基非晶合金，开展了同步辐射小角X射线散射原位拉伸实验．通过对散射曲线的定量分析，揭示了非晶合金在纳米尺度的非均匀结构图像．首先，Porod散射曲线呈现正偏离行为，...
迄今为止，人类社会新技术的发展主要是基于各种晶体材料（如金属、半导体等）的应用．晶体材料的性能可以通过改变它们的微观缺陷结构和／或微观化学结构来调控，但这对于当前的非晶材料而言却是难以实现的．新型的纳米结构非晶材料可以通过引入大量的非晶／非晶界面来改变非晶材料的微观缺陷结构和／或微观化学结构，从而实现对其性能的调控．...
块体非晶合金因其独特的原子结构而具有许多优异的力学性能，成为近年来材料领域的研究热点之一，但是由于其在变形过程中的室温脆性和应变软化等关键问题一直制约着其实际工程应用．为解决此问题，块体非晶合金领域的研究者们提出了多种方案，包括通过在非晶合金中调控其内禀特性如弹性常数、结构不均匀性，通过外加手段改变其应力及缺陷状态，...
非晶合金，即金属玻璃，是一类特殊的由基本化学元素组成的非晶态物质，由于其独特的微观组织结构，展现出了不同于传统晶态合金材料的特殊物性，而成为高性能材料应用领域的重要一员．由于非晶合金的结构无序性，且当前精确表征其微观结构的实验手段缺乏，相应的理论模型也不完善，人们对非晶合金中一些基础物理问题的认识尚且不足，无法形成基...
磁性半导体兼具磁性和半导体特性，通过操控电子自旋，有望实现接近完全的电子极化，提供一种全新的导电方式和器件概念．目前磁性半导体的研究对象主要为稀磁半导体，采用在非磁性半导体中添加过渡族磁性元素使半导体获得内禀磁性的方法进行制备．但大部分稀磁半导体仅具有低温磁性，成为限制其在室温可操控电子器件中应用的瓶颈．针对这一关键...
非晶态材料有着复杂的原子结构（短程有序、长程无序）和特殊的物理性质，其临界现象和相变问题一直受到学术界关注．非晶合金，又称为金属玻璃，是一种新型的非晶态材料，具有很高的强度和优异的弹性．从微观的角度来看，非晶合金可以看作是一个多粒子系统．临界现象的研究对认识和理解多粒子系统之间的相互作用有深刻的意义．本文主要讨论非晶...
由于缺乏位错、晶界等典型的晶格缺陷，金属玻璃体系中承载力的形变单元为短程序或中程序原子团簇，键的强度及成键方向是影响原子间协调变形能力主要因素．本文通过与晶态合金对比，指出金属玻璃中原子键合方式与宏观力学性能的潜在关系，综述了金属材料电子结构与力学性能内在关系的最新研究进展，并系统介绍了金属玻璃电子结构特征、表征参量...
强脆转变是玻璃形成液体在从低温到高温升温过程中由强性液体转变为脆性液体的现象，反之从高温到低温冷却过程即为脆强转变．由于其意味着液体的结构发生了某种快速、非连续的变化，强脆转变现象成为异常动力学的典型代表．自1999年《Nature》杂志首次报道了水的强．脆转变现象之后，液体的强脆转变现象就作为凝聚态物理和材料科学领域中的前沿...
金属玻璃在其过冷液相区内表现出随着温度升高黏度逐渐降低的特性，因此可以对其进行热塑性加工．该性质颠覆了传统金属的加工成型方式，使得其在远低于传统金属材料加工的温度和应力作用下可以按照人们的要求进行成型．因此，一些具有低玻璃转变温度的金属玻璃又被称作金属塑料．另外，由于金属玻璃是一种无序结构材料，不存在位错、晶界等晶体...
非晶态物质广泛存在于人们的日常生活和工业生产活动中，但人们对其原子结构及其结构与性能关系的认识还远不如对晶体材料那样充分．非晶态物质的原子结构不具备空间平移对称性，这使得传统针对晶体材料的实验技术和手段无法直接有效地应用到非晶态物质的结构分析中．用常规的衍射实验数据分析方法并不能直接地观察到非晶态物质的本征结构特征，...
低温下处于非平衡态的非晶材料升温到玻璃转变以上，要先后发生弛豫和回复最终达到平衡过冷液态，其中弛豫过程中释放的能量在回复过程中以等量的方式获取，表现出明显记忆行为．本文基于氧化物、金属与小分子等多种非晶形成体系，全面探讨了在围绕玻璃转变的一个冷却加热循环过程中的焓弛豫特征，建立了弛豫谱，发现弛豫焓在数值上与熔化焓密切...
一定压强下对液体进行冷却，若避免晶化，则冷却中液体不可避免地转变为典型非晶态固体——玻璃．这种现象称为玻璃转变，是一种普遍存在的自然现象，涉及多体相互关联体系中众多基础理论问题．近几十年以来，玻璃转变问题的探索过程中，弛豫存在的普适性、其机理／物理图像及其对液体和玻璃性能认知的影响等一直是争论的热点．在梳理β弛豫研究...
研制具有极限力学性能的金属材料一直是材料研究人员的梦想．超高强块体非晶合金是一类具有极高断裂强度（≥4GPa）、高热稳定性（玻璃化转变温度通常高于800K）和高硬度（通常高于12GPa）的新型先进金属材料，其代表合金材料Co-Ta-B的断裂强度可达6GPa，为目前公开报道的块体金属材料的强度记录值．本文系统地综述了该类超高强度块体非晶合金的...
非晶合金的功能物性开发是突破非晶合金应用瓶颈的关键点之一．磁相变是非晶合金的一个重要特征．利用非晶合金的磁相变所带来的独特效应，可以将其应用于制冷领域．一方面非晶合金的磁热效应可以作为磁制冷材料应用于磁制冷机，另一方面非晶合金的比热突变可以作为磁蓄冷材料应用于低温制冷机．本文就非晶合金的磁热效应和磁蓄冷性能的原理、特...
绝大多数物质的液态密度随温度降低而增大，即常见的热胀冷缩现象．但存在一类物质，如水及第四主族的硅、锗等，其液态密度在一定温度范围内随温度的升高而增大，即密度反常现象．此外，该类物质还存在动力学反常（密度越大粒子运动越快）、热力学反常（热力学量的涨落随温度降低而升高）等其他反常特性．这类材料的化学性质千差万别，但却具有...
金属塑料是我国学者发现和命名的新材料．本文重点阐述金属塑料这类材料是如何发现的以及这类材料的设计思想与规则：总结了从金属塑料材料成分、典型材料的微观结构与物理化学特性等方面的最新研究成果：对于金属塑料类材料的潜在应用前景做了展望与分析．
熵作为系统的状态函数，对于真实物质体系而言是一个极为重要的物理量．在非晶态合金的制备过程中最具代表性的指导原则有“混乱原理”和井上三原则，二者皆与熵有着紧密的联系．在过去很长一段时间内，这些经验准则指导了大量新型非晶体系的发现，但近些年的实验结果对这些理论提出了质疑．除组元数目之外，还有其他尚待研究的因素也影响着合金...
非晶合金作为一种快速凝固形成的新型合金材料，引起了材料研究者的极大兴趣．微观结构上长程无序、短程有序的特征使其具有独特的物理、化学和力学性能，在许多领域展现出良好的应用前景，尤其是有望成为核反应堆、航空航天等强辐照环境下的备选结构材料．本文深入探讨非晶合金的辐照效应，主要讨论离子辐照对非晶合金微观结构、宏观力学性能以...
将块体材料制备成微纳米纤维时，其力学性能会得到进一步的提高，甚至具备块体材料所没有的力学行为．非晶态材料可经过熔体拉丝一次性成型而得到所需尺寸的均匀纤维，纤维表面质量好，其制备过程相对简单且节能．由于非晶材料短程有序、长程无序的结构，具备优异的力学性能，所以非晶纤维有着广泛的应用前景和基础研究价值．本文对能制备成非晶...
非晶材料是由液体快冷冻结而成的结构无序的亚稳态固体．在受力条件下，非晶材料表现出独特和复杂的流变行为，具有跨尺度的高度时空不均匀特征，并在一定条件下表现出自组织临界行为，和自然界以及物理系统中许多复杂体系的动力学行为相似．本文结合作者近年来在非晶合金流变行为方面的研究结果，对非晶材料流变的研究进展和物理机制的认识进行...
胶体玻璃作为一种软物质材料由于其独特的物理化学特性在非晶态物理的研究中有重要的应用．本文简要介绍了胶体玻璃与玻璃材料的联系，并通过具体的研究实例介绍了胶体玻璃在研究非晶结构、动力学以及热力学方面的应用，对胶体玻璃未来的研究进行了展望．
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