喬吉超博士綜述：非晶合金的結構非均勻性與力學行為

非晶合金具有長程無序，短程有序的原子結構，兼有金屬和玻璃特性，常呈現比晶態金屬材料更為優異的力學性能，如高強度、高硬度、極大的彈性應變極限和高斷裂韌性等，其結構工程應用前景廣泛。然而，非晶合金作為結構材料也面臨巨大的挑戰，其室溫塑性變形高度局限在剪切帶中，缺乏宏觀拉伸塑性。

在過去近六十年的時間里，凝聚態物理學家和材料科學家付出了巨大的努力研究非晶合金力學行為和性能，以及背后可能存在的結構起源。基于近年來大量的實驗和計算模擬研究，人們日益意識到非均勻性是非晶合金的結構本質特征之一，其在非晶合金的獨特力學行為和性能中扮演極其重要的角色。根據已有的實驗結果，非晶合金的結構不均勻性表現在密度或者化學成分在納米甚至更大尺度上的起伏。在理論上，其可追溯到平衡態玻璃液體中的結構非均勻性。

最近，西北工業大學喬吉超副教授，姚堯教授和香港城市大學楊勇教授共同合作在材料科學與工程頂尖綜述期刊《Progress in Materials Science》撰寫題為Structural heterogeneities and mechanical behavior of amorphous alloys的長篇綜述論文(PMS, 2019;104: 250-329)。

作者在綜述非晶合金結構不均性的實驗表征技術、計算模擬理論分析及影響因素等的基礎上，總結分析了非晶合金結構不均勻性的特征和力學響應，以及其物理起源的理論基礎，并指出非晶合金結構非均勻性與過冷液體固有特性本征關聯。進一步探討并提出了非晶合金力學行為及性能與結構不均性關系的建立尚未澄清的基礎科學問題；展望了非晶合金結構非均勻性、力學性能及其關聯性研究的發展方向。

圖1非晶合金的力學弛豫和力學性能之間的關聯