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Zr基单相块体金属玻璃室温形变机制研究的中期报告
本研究旨在探究Zr基单相块体金属玻璃的室温形变机制。在前期工作中，我们采用球形压痕和压缩试验探究了该金属玻璃的力学行为和变形机制，并提出了其基本变形模式为玻璃塑性流动和背景弛豫。本中期报告主要介绍了我们在细观层面对该金属玻璃室温形变机制的探究。
首先，我们采用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对Zr基单相块体金属玻璃进行了显微结构表征。结果显示，其结构呈镜面对称的单元模块，由原子序数为40、41、42的Zr、Nb和Cu原子交替排列而成，相邻原子间距离约为0.25nm，属于纳米尺度区域的非晶态结构。在形变过程中，由于其非晶性质，该金属玻璃的原子间距和配位数可以通过塑性变形进行局部调整，形成不同的原子配位环境和成键状态。
接着，我们使用原子级分子动力学（MD）模拟方法对Zr基单相块体金属玻璃的室温形变机制进行了模拟。模拟结果显示，该金属玻璃在形变过程中，局部区域发生了原子重排和迁移，从而形成了近似于晶态材料的结构。进一步的分析表明，该金属玻璃在形变时，应力主要集中在原子序数为40的Zr原子周围，通过周围Cu和Nb原子的协同作用，形成了一个稳定的原子堆积序列，促进了后续的塑性变形。
最后，我们在已有实验结果的基础上，结合理论分析和计算模拟，提出了Zr基单相块体金属玻璃室温形变机制的可能机理：在受力下，Zr基单相块体金属玻璃局部区域发生了原子重排和迁移，生成了一定结晶性质的结构，并通过反应性扩散和位错小角度偏转的方式促进了玻璃塑性流动和背景弛豫。这一研究结果有望为单相块体金属玻璃的材料优化和性能改进提供理论指导。