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燕山大学:新型块体金属玻璃兼具陶瓷强度与金属韧性 |《自然》论文

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近期来自燕山大学的研究团队在《自然》发表了论文“兼具类陶瓷强度与金属韧性的块体金属玻璃”(Ceramic-like strength and metallic toughness in a bulk metallic glass),欢迎阅读文章了解详情。 

论文导读

金属和陶瓷具有截然不同的局限性——金属强度较低、高温稳定性差,而陶瓷天生脆。开发兼具高强度、高断裂韧性和高热稳定性的材料仍然是研究人员的重要目标。 
来自燕山大学的研究团队开发出一类Re–Co–Ta–B块体金属玻璃(BMG),突破了金属与陶瓷之间的强度-韧性权衡,在保持约30 MPa m1/2断裂韧性的同时,实现了约6.43 GPa的超高断裂强度。这一数值刷新了此前报道的BMG和晶态金属的强度纪录,在接近先进陶瓷强度同时,展现出远超后者的韧性。这类合金还表现出卓越的抗热软化与恶劣环境的能力,在900 K下仍能保持4.4 Gpa的强度,同时在氧化与腐蚀环境中性能稳定。同步辐射测量和像差校正显微镜显示,这些特性源于一种独特的非晶态结构,它从Re7B3金属间相继承了高水平的、类似晶体的短程有序性。第一性原理计算表明,这种原子框架被金属基体中的定向Re–B共价键所强化,从而在陶瓷键合与金属键合之间架起了桥梁。这项研究表明,结构继承性可作为设计具有全新性能组合的下一代非晶材料的指导原则。 
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论文表1:材料强度-韧性关系的Ashby图 

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通讯作者:冯士东、刘迎丹、王利民、刘日平(燕山大学)

第一作者:蔡正清、冯士东、宋贞强(燕山大学) 
DOI:10.1038/s41586-026-10430-w 
发表日期:2026年4月22日
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《自然》

2024 Journal Metrics
影响因子:48.5
五年影响因子:55.0 
学科排名:2/135,多学科科学
引用量:965,275
下载量:170,810,295
*数据来源:2024年Journal Citation Reports, Clarivate Analytics 2025和期刊官网

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