《JAC》Manish Jain等工作：薄膜金屬玻璃與塊體金屬玻璃的機械性能和熱穩定性！

金屬玻璃的無序結構使其具有高強度、高彈性、等特殊性能，通常還具有優異的生物相容性、化學和物理性能。這些特點使金屬玻璃成為電子元件、生物醫學設備等廣泛應用的傳統合金的有吸引力的替代品。然而，塊體金屬玻璃在變形過程中往往由于剪切帶的災難性破壞而缺乏塑性。相比之下，尺寸小到幾百納米的金屬玻璃表現出明顯的塑性變形。在過去的二十年里，人們進行了許多研究來了解非晶材料在小尺寸下的力學性能。然而，研究原子結構對其力學性能的影響的研究有限。此外，使用實驗工具表征金屬玻璃中的局部原子排列一直具有挑戰性，這也限制了這些材料中結構-性能關系的發展。目前，一個重要的問題是不同的制造方法如何改變玻璃的原子結構，以及這些變化如何影響玻璃的熱穩定性和性能。在熱穩定性方面，通過物理氣相沉積可以生產出低能態的高密度熱穩定玻璃，這種玻璃由于在自由表面上一個接一個的吸附原子沉積而形成封閉的堆積和均勻的原子排列。然而，就強度和塑性而言，這些結構差異如何與變形特征和性能相關聯仍然不清楚。

基于此，瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的Manish Jain等人利用兩種不同的制造方法來加工具有相似成分的Zr基金屬玻璃，以闡明寬溫度窗口內小尺寸與塊體金屬玻璃的性能與熱穩定性的差異。通過原位微柱壓縮實驗，他們揭示了尺寸效應在不同溫度下對變形機制和力學性能的影響。這些結果可用于優化金屬玻璃的加工路線，以制造熱穩定且具有優異性能的金屬玻璃。相關研究成果“Mechanical properties and thermal stability of thin film metallic glass compared to bulk metallic glass from ambient to elevated temperatures”為題在Journal of Alloys and Compounds上發表。
總之，作者研究了ZrCuAg條帶金屬玻璃和塊體金屬玻璃在寬溫度窗口下的結構和力學性能。對兩種玻璃的化學成分、結構、力學性能和變形機理進行了表征，并分析了兩者的差異。與塊體金屬玻璃相比，條帶金屬玻璃中較高的氧含量顯著改善了不同溫度下的熱穩定性和機械性能。在不犧牲塑性的情況下，條帶金屬玻璃在所有溫度下都比塊體金屬玻璃具有更高的強度。在250℃時，條帶金屬玻璃通過剪切帶形成和均勻變形進行組合變形，而塊體金屬玻璃隨著應變的增加表現出更少但更明顯的應力下降。在500℃時，兩種玻璃的變形機制從鋸齒狀流動轉變為均勻變形。研究結果表明，氧濃度可以用來調控Zr基薄膜金屬玻璃的熱穩定性和變形特性。該項研究為理解金屬玻璃形成路徑對其微觀結構與力學性能的影響提供了新思路。