摘要：设计具有高强度、高延展性和高热稳定性的金属材料,一直是材料科学界追求的目标.强度和延展性之间的平衡始终面临挑战.本文中,我们以Al_(80)Li_(5)Mg_(5)Zn_(5)Cu_(5)多组元合金为模型,提出了一种设计并制造大块非晶-结晶双相优质合金的新策略.得到的Al_(80)Li_(5)Mg_(5)Zn_(5)Cu_(5)纳米非晶双相合金的真实断裂强度从528 MPa提高到657 MPa,真实应变从18%提高到48%.纳米非晶相在热制造和高于结晶温度的力学性能测试中展现出优异的热稳定性,使得该合金在250℃时的屈服强度,比常用的高强度铝合金高出1.5倍.这一策略为高性能合金的设计、制造提供了一种新的方法和概念.

摘要：非晶合金是非晶材料家族中的新成员,由于缺乏原子排列长程有序特征,具有独特的性能和广泛应用前景.然而,非晶合金的形成、成分设计和形变问题在该领域长期未得到解决,制约着新型非晶合金的高效开发.传统上,多组元非晶合金的成分设计主要遵循相图研究范式,以温度调控为出发点,确定低液相线的成分为落脚点,尤其强调深共晶成分.然而,对于缺乏相图的多组元体系则力所不及,亟需新的理论突破.本文综述了非晶转变中的热力学与动力学基本规律,重点探讨了热力学与动力学性质之间的关联性,尤其是梳理了材料熔化熵与熔点粘度、熔点等多个非晶形成经典参量之间的内在关联,提出并论证了熔化熵和振动熵为非晶形成的关键热力学参量,可有效指导高性能非晶合金的设计和表征.结合实际应用中对非晶材料的工程要求,讨论了化学成分调控对非晶合金剪切带的萌生密度和扩展稳定性的影响,并总结了在单调加载和疲劳加载条件下剪切带行为对非晶合金断裂过程的作用.最后展望了振动熵和构型熵之间争议问题,提出未来工作中需要发展具有物理意义玻璃形成能力指标和可靠数据库的需求,混合加载模式下的韧性以及疲劳和韧性之间的权衡等问题.本文为进一步建立高性能非晶材料成分设计路径提供了参考与指导.