非晶合金中流变单元与液体特性关联的研究

Act as dynamic defect in metallic glasses, flow unit is the functional unit under deformation. The performance of metallic glasses can be optimized through tuning properties of flow units. Structural and dynamical features of glass-forming liquids determine the formation of metallic glasses, however, the connection with properties of flow units is still unclear. One of the goals of this project is to find the connection between flow units and temporal varied heterogeneous structure, by systematically measuring the properties of flow units and corresponding liquids. Based on the structural and dynamical evolution in liquids combined with theoretical analysis, the physical mechanism which explains the change of flow unit in systems will be clarified. We are aiming to find out the origin of flow units and give a promising path to tune the properties of flow units.

流变单元作为非晶合金中的动力学缺陷，是承载形变的基本功能基元。通过调控流变单元的性质可以有效的对非晶合金进行性能设计。玻璃形成液体的结构和动力学特性决定了非晶合金的形成，但如何影响流变单元的性质目前还不清楚。本项目拟通过系统表征流变单元的性质以及对应液体特性，通过加入时间的维度，找到流变单元与不均匀性结构之间的时空演变关联，并通过液体结构与动力学的演化，结合理论分析，找到导致流变单元性质变化背后的物理机制。本项目希望揭示流变单元的本征起源问题，并找到通过液体特性调控流变单元的新方法。

玻璃形成液体的结构和动力学特性决定了非晶合金的形成以及流变单元的性质，本项目研究了典型非晶合金成分中液体结构以及动力学的演化特征，通过多种实验及模拟手段，研究了流变单元性质变化的物理机制，并探讨了其与液态特性之间的本征关联。通过本项目，发现了流变单元的热力学本质，并揭示了玻璃到液体转变的物理机制；从原子间相互作用的角度形成了表征液体的标准方法，并提出了精准预测玻璃形成能力的新参数；揭示了液体特性演化中动力学转折的微观机制，发现了熔体中的熵控和自组织效应。这些发现有可能改变人们对非晶合金的传统认知，甚至从液体的本源角度出发，解决非晶合金中一些长期存在的制约应用的缺陷。