浙江大學(xué)新結(jié)構(gòu)材料國(guó)際研究中心博士生樓鴻波在導(dǎo)師蔣建中教授的指導(dǎo)下，第一次在不含f電子的無(wú)序合金體系中發(fā)現(xiàn)非晶—非晶相轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，為解決在無(wú)序合金中非晶—非晶相變是否具有普遍性的基本科學(xué)問(wèn)題走出關(guān)鍵一步。
    
    4月23日，相關(guān)論文發(fā)表在隸屬于Nature出版集團(tuán)的Scientific Reports雜志。這是該中心自2007年在含f電子大塊金屬玻璃合金體系中觀(guān)察到非晶多形態(tài)相變的現(xiàn)象、2009年發(fā)現(xiàn)無(wú)序合金到固溶體的轉(zhuǎn)變、2010年揭示含f電子鈰基金屬玻璃合金中非晶多形態(tài)相變的4f電子機(jī)制、2011年發(fā)現(xiàn)金屬玻璃中的長(zhǎng)程拓?fù)湫蛑?，又一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)。
    
    無(wú)序合金又稱(chēng)金屬玻璃或非晶合金，是玻璃家族中的新成員，一般通過(guò)快速凝固阻止金屬熔體在凝固過(guò)程中晶體相的形成，從而使金屬熔體原子無(wú)序的混亂排列狀態(tài)就被凍結(jié)下來(lái)而得到。由于無(wú)序合金獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)使它具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。
    
    在傳統(tǒng)的非晶材料中，如非晶冰、氧化物、硫化物玻璃等，壓力誘導(dǎo)的非晶多形態(tài)相變往往是由于高壓誘導(dǎo)了原子配位數(shù)的增加引起了結(jié)構(gòu)和密度的變化。由于無(wú)序合金中金屬鍵的無(wú)方向性和金屬原子的密堆結(jié)構(gòu)，使得非晶—非晶相轉(zhuǎn)變看上去變得不太可能。然而近期在多個(gè)含f電子鈰基無(wú)序合金中發(fā)現(xiàn)了非晶體多形態(tài)相變的發(fā)生，并把此類(lèi)相變都?xì)w結(jié)為4f電子從局域態(tài)到巡游態(tài)的非局域化轉(zhuǎn)變的結(jié)果。那么在不含f電子的無(wú)序合金體系中是否也存在非晶—非晶相轉(zhuǎn)變就成為了回答壓力誘導(dǎo)非晶—非晶相變?cè)跓o(wú)序合金中是否具有普遍性的關(guān)鍵。
    
    課題組與上海、合肥、北京同步輻射實(shí)驗(yàn)室工作人員合作，在中國(guó)大科學(xué)裝置上海同步輻射光源上，采用原位高壓同步輻射X射線(xiàn)衍射和金剛石對(duì)頂壓砧對(duì)鈣-鋁無(wú)序合金Ca100-xAlx (x=20, 27.3, 33.6 and 50 at.%)材料進(jìn)行了仔細(xì)的研究，首次在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在不含f電子的無(wú)序合金體系中也存在非晶—非晶相轉(zhuǎn)變，加深了人們對(duì)無(wú)序合金結(jié)構(gòu)及其行為的理解和認(rèn)識(shí)，將促進(jìn)在更多的玻璃體系中對(duì)非晶多形態(tài)相變的研究。另外，由于材料的相變往往伴隨著電學(xué)，磁學(xué)等各種物理化學(xué)性能的變化，該研究成果也有望促進(jìn)性能可調(diào)制的新型無(wú)序合金功能材料的研制。該論文的評(píng)審專(zhuān)家的評(píng)價(jià)：“這項(xiàng)工作是第一次在不含f電子的無(wú)序合金體系中發(fā)現(xiàn)非晶—非晶相轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，這項(xiàng)科研成果是非常令人鼓舞的，它必將引導(dǎo)更多的理論和實(shí)驗(yàn)工作者開(kāi)展科學(xué)研究，進(jìn)一步加深我們對(duì)無(wú)序材料中非晶多形態(tài)相變機(jī)理的理解”。
    
    （簡(jiǎn)中）