忽冷忽热下，块状非晶合金在悄悄“进化”

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2021年，一款用于拔插SIM卡的苹果取卡针在苹果官网上架，高达60块钱的售价引发网友吐槽。实际上，最近几代的苹果手机的取卡针的针头并非普通不锈钢，而是锆基非晶合金，相比之前的材质更加坚硬、有韧性。这种材质正是材料界炙手可热的非晶合金的一员，具有种高弹性，高硬度，较高断裂韧性等特殊性能，这也是太原理工大学材料科学与工程学院乔珺威教授团队一直研究的新型高端材料。

近日，乔珺威教授团队在《材料科学工程A》刊发论文《在纳米压痕中通过统计应用冷热循环方法得出块状非晶合金最大剪切应力临界值的准则》，太原理工大学研究生张浩为论文第一作者。

非晶合金具有长程无序的原子结构，具有较强的耐腐蚀性，极高的强度、硬度和断裂韧性，和优良的弹性极限。在电动汽车的传感器、滤波器，牙齿骨骼的填充物、钻具耐磨带等领域都有所应用。

非晶合金有块体非晶、非晶粉末、非晶薄带三种形式。乔珺威教授团队研究的是块体非晶合金，由于塑性变形被严重局限在只有纳米厚度的剪切带内，通过各种方法改善其塑性，更好地满足应用需求，是科学家们在实验室中追求的目标。

弹性很强的非晶合金，类似于脆性玻璃，材料发生灾难性断裂时，相切与断裂面，这项研究的价值之一就在于通过统计的方法得出了最大剪切应力的临界值，而且该方法适用于计算绝大部分非晶材料。

针对实验过程，张浩介绍道，我们把一种锆基非晶合金进行冷热循环处理，并使用纳米压痕表征手段，拥有了大量数据，再结合平均场理论，得出一个最大剪切应力临界阈值判定准则，并提出了该准则的三个适用条件。