新型厘米尺度铜基块体金属玻璃研究取得新进展

  近日，中科院沈阳金属研究所在国家自然科学基金和“中国科学院沈阳界面材料中心”的资助下，与美国约翰霍普金斯大学E.Ma教授和新加坡国立大学Y.Li教授共同合作，在探索发现具有强玻璃形成能力的铜合金方面取得了新的进展。他们以三元Cu60Zr33Ti7 合金为基础，利用发展的在三维成分空间定位**佳玻璃形成合金的方法(简称 “3D法”)，在 Cu-Ag-Zr-Ti四元合金体系中，发现Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5合金的玻璃形成临界尺寸可达到10mm。此金属玻璃的压缩断裂强度和塑性应变分别为1970 MPa和2.6%。

    他们还在Cu－Hf－Al三元系中，选择Cu10Hf7、CuHf2和Cu9Hf7Al4三个金属间化合物围成的成分区域，定位出Cu49Hf42Al9为**佳的玻璃形成合金，玻璃形成的临界尺寸可达到10mm。这是目前铜基三元系中玻璃形成能力**强的合金。此金属玻璃不仅强度高(压缩断裂强度为2600 MPa)，同时兼有良好的塑性)，还具有大的过冷液态温度区间比重大等特点。

    与通常的多晶体金属材料相比，金属玻璃因原子的排列仅为短程有序、没有周期性长程有序，而具有高强度、高硬度、高弹性极限、耐腐蚀、耐磨损等优异性能。利用普通的铜模浇铸技术便可获得金属玻璃块体材料(尺度大于1mm)，为金属玻璃的应用展示了令人鼓舞的前景。在过去的十多年里，块体金属玻璃(BMG)作为新一类金属材料引起了世界上众多科学家的研究兴趣，新的研究成果如雨后春笋不断涌现。发展低成本、无毒性、以常用工程金属(如铁、铜、铝、镁、钛等)作为主元素的块体金属玻璃迅速成为研究的焦点。显然，这也是拥有材料**终实用化知识产权的制高点。