金属玻璃构型变化的研究

The amorphous-to-amorphous configuration change induced by pressure is one of the most active fields in materials science and condensed matter physics, and the nature of the change is still an open question. In this project, we will use a combination of state-of-the-art experimental techniques, i.e., synchrotron radiation-based high-flux, high-resolution in-situ high pressure x-ray diffraction, neutron diffraction, x-ray absorption fine structure, in-situ high pressure x-ray inelastic scattering and computational techniques, i.e., reverse Monte Carlo and ab initio molecular dynamics simulation, to resolve the atomic-level structure and electronic structure of metallic glasses and to elucidate the atomic and electronic structure changes under pressure. The results obtained in the present international research collaboration program might open a new research area for amorphous-to-amorphous polyamorphous phase transition in metallic glassy systems, and improve our understanding about the nature of glassy materials.

无序物质构型变化是基础科学研究的前沿。压力可以改变物质内部的原子和电子结构，并进而改变物质的电子状态和物理化学性能，同时也能帮助人们深入认识物质结构、性能及其变化规律。压力下无序物质构型变化的研究对新型防御武器材料国防技术发展具有重要意义。近期高压诱导含f电子无序合金非晶多形态相变已被发现，4f电子在高压下的非局域化转变，导致了材料中键长和体积的塌缩而引发了新型无序合金非晶多形态相变。到目前为止，在不含f电子无序合金体系是否存在类似非晶多形态相变刚刚开始，其机理尚不清楚。本项目拟将采用先进实验技术（原位同步辐射X射线衍射、吸收谱)和先进理论计算与模拟方法（反蒙特卡罗、第一性原理和经典分子动力学），系统地研究无序合金体系(不含f电子)原子电子结构随压力的变化规律,从原子和电子结构两方面揭示不含f电子无序合金中非晶态相变的机理。

无序物质构型变化是基础科学研究的前沿。压力可以改变物质内部的原子和电子结构，并进而改变物质的电子状态和物理化学性能，同时也能帮助人们深入认识物质结构、性能及其变化规律。压力下无序物质构型变化的研究对新型防御武器材料国防技术发展具有重要意义。本项目执行时间为2014年1月至2017年12月，在项目执行四年内，课题组成员积极认真地采用先进实验技术（原位同步辐射X射线衍射、吸收谱)和先进理论计算与模拟方法（反蒙特卡罗、第一性原理和经典分子动力学），系统地研究无序合金体系原子电子结构随压力的变化规律, 从原子和电子分布的角度揭示了无序合金在压力下的晶化机理，发现了As2Se3无序物质出现非晶-晶体的可逆相变新现象，获得了无序合金材料在高压下大q范围的高质量衍射谱数据，揭示了无序合金材料原子结构，发现了无序物质中2D-3D非晶-非晶相变，从原子和电子结构两方面揭示无序合金中非晶态相变的机理。