日前，哈工大金属精密热加工国家级重点实验室苏彦庆教授课题组与美国加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室罗伯特·里奇教授合作研究成果《非晶合金中软区纳米尺度范围内的梯度原子堆垛结构》（Nanometer-scalegradient atomic packing structure surrounding soft spots in metallic glasses）发表在材料学科计算材料学领域著名期刊《自然合作期刊：计算材料学》（npjComputational Materials）上。论文第一作者为材料学院2014级博士生王斌斌，由苏彦庆教授和骆良顺副教授共同指导。苏彦庆教授和里奇教授为论文的共同通讯作者。该论文利用分子动力学计算揭示了非晶合金中软区原子堆垛结构在纳米尺度范围内的梯度分布规律，这一发现为进一步认识和设计高强韧性的非晶合金提供了重要的理论依据。

金属玻璃中的梯度原子堆垛结构

    自非晶合金（金属玻璃）发现以来，如何在看似“无序”的原子排布中寻找有序的局域堆垛结构（特别是中程序）成为理解其宏观性能的关键。研究发现，纳米尺度的结构不均匀性是非晶合金的本征特性，合金内存在着大量的软、硬区域，软区已经被证实为非晶合金弛豫和塑性变形的结构起源。然而，由于缺少对非晶合金内部中程序的认知，软区及其周围的原子排布特点尚未有一个明确的定义，相关理论工作充满挑战。

不同区域与原子剪切转变间的关系

脆性和韧性金属玻璃的不同原子结构示意图

    该论文以数种不同体系的非晶合金为研究对象，利用大规模分子动力学计算方法，揭示了在非晶合金中的纳米尺度区域都存在着一种梯度原子堆垛结构，并以此提出了非晶合金内部可具体分割成3类不同的区域：类固态区、过渡区、类液态区。这一发现有助于定量地比较不同非晶合金中软区的数量，进而更深入地理解非晶合金变形行为，为人们设计高强韧性的金属玻璃材料提供了重要的理论指导。

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责任编辑：殷鹏飞

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