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近日，太原理工大学教授乔珺威团队在纳米压痕中通过统计应用冷热循环方法得出块状非晶合金最大剪切应力临界值的准则。相关研究近日发表于《材料科学工程A》。

非晶合金具有长程无序的原子结构，具有较强的耐腐蚀性，极高的强度、硬度、断裂韧性，以及优良的弹性极限。在电动汽车的传感器、滤波器，牙齿骨骼的填充物，钻具耐磨带等器件上都有所应用。

非晶合金有块体非晶、非晶粉末、非晶薄带3种形式。其中块体非晶合金由于塑性变形被严重局限在只有纳米厚度的剪切带内，因此通过各种方法改善其塑性，更好地满足应用需求，是科学家追求的目标。

论文第一作者、太原理工大学研究生张浩介绍，类似于脆性玻璃，弹性很强的非晶合金，在材料发生灾难性断裂时，相切于断裂面，这项研究的价值之一就在于通过统计的方法得出了最大剪切应力的临界值，而且该方法适用于绝大部分非晶材料。

研究人员将冷热循环、纳米压痕、平均场理论3种方法结合起来，得出了几乎适用于所有非晶合金的准则，并提出了该准则的3个适用条件：最大剪切应力临界阈值判据公式适用于块体非晶合金，不适用于薄膜非晶合金；纳米压痕测试是力控制而不是位移控制；求活化体积时的非线性行为用一阶多项式。

该研究为了解非晶合金力学行为随外部条件的演化提供了新视角，有助于后来者揭示非晶合金力学性能演化与微观结构之间的关联。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.145031