块体金属玻璃中的韧脆转变结构机制固体核磁共振研究

本项目主要集中于研究金属玻璃中韧脆转变现象以及转变所对应的原子尺度结构机制，在此基础上找到控制塑性变形的原子尺度结构因素。以非晶形成合金ZrAlNiCuSn体系为例，研究少量添加Sn等元素引起的韧脆转变现象，利用固体核磁共振Al-27、Cu-63、Sn-117 NMR波谱作为原子探针研究引起这类韧脆转变在原子尺度上的结构机制，建立局域结构和性能之间的联系，为加深理解块体金属玻璃的韧脆转变结构机理提供结构理论分析依据。

金属玻璃中内部结构与宏观力性如本征断裂能的关系在当前凝聚态物理和材料科学领域具有重要的学术和应用研究价值。项目执行期间测量了多个体系金属玻璃的27Al, 63/65Cu和93Nb 奈特位移（金属位移）、电场强度和力学性能如强度和断裂能。首次发现金属玻璃的强韧性与其NMR各向同性位移这个结构序参量之间存在密切联系，NMR各向同性金属位移越大，常温本征断裂韧性也越高，表明大的NMR各向同性金属位移是高强韧性的必要条件。在此基础上提出，费米能级s电子能态密度高低可用来表征键的柔顺性，从而利用键合性质把非晶合金内部结构与强韧性联系起来。