自1960年被发现以来，基于多种元素的金属玻璃得到了发展。然而，对玻璃形成成分的理论预测是具有挑战性的，迄今为止，具有特定性质的合金的发现在很大程度上是反复试验的结果。大块金属玻璃的强度和弹性优于传统的结构合金，但其力学性能与玻璃化转变温度密切相关。当温度接近玻璃化转变时，大块金属玻璃发生塑性流动，导致准静态强度大幅度下降。目前，玻璃化转变温度超过1000 K的大块金属玻璃已经开发出来，但是其过冷温度区间(玻璃化转变和结晶温度之间)很窄，导致热塑成型性很差，限制了其实际应用。

有鉴于此，中科院物理所柳延辉团队报道了铱/镍/钽金属玻璃(以及其他含硼玻璃)的设计，玻璃化转变温度高达1162 K，过冷温度区间达136 K，比现有的大多数金属玻璃都要宽。与现有的合金相比，所报道的Ir-Ni-Ta-(B)玻璃在高温下表现出高强度：在1000 K下为3.7 GPa。该玻璃的临界铸造厚度为3 mm，这表明在高温或恶劣环境下应用的小型部件可以很容易地通过热塑性成型获得。方法上，作者基于先前报道的玻璃形成能力和电阻率之间的相关性采用了一种简化的组合方法。这种方法是非破坏性的，允许在同一批样品上进行一系列物理特性的后续测试。总之，高强度、高玻璃转变温度的大块金属玻璃的确定证实了作者所提出的设计和发现方法具有实用性，也预示着能够发现其他具有高性能的玻璃态合金。

图1. 形成大块Ir-Ni-Ta-(B)金属玻璃的合金系统的设计与组合制造。

图2. 大块Ir-Ni-Ta-(B)金属玻璃的高通量表征。

图3. 各种合金的过冷温度区间与玻璃化转变温度、高温强度的关系。

图4. 所制备的大块Ir-Ni-Ta-(B)金属玻璃的性质。

Ming-Xing Li, Shao-Fan Zhao, Zhen Lu, Akihiko Hirata, Ping Wen, Hai-Yang Bai, MingWei Chen, Jan Schroers, YanHui Liu & Wei-Hua Wang. High-temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-019-1145-z

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1145-z#article-info