蔣建中小組成功研製世界最大新型金屬玻璃

 

美國阿貢國家實驗室日前報導了一項突破性的科研進展：浙江大學新結構材料國際研究中心蔣建中教授組織開發了目前世界上尺寸最大的稀土基金屬玻璃材料——直徑為35毫米的鑭基金屬玻璃體系。其博士生曾橋石以第一作者的身份在《美國科學院院刊》（PNAS）發表了大塊金屬玻璃材料在14GPa（1GPa相當於1萬個大氣壓）壓力出現一個壓縮率突變的新現象。

 

世界著名高壓科學家加拿大薩斯喀徹溫大學John Tse教授評價說「這是第一次在大塊金屬玻璃合金體系中觀察到非晶多形態相變的現象。這項科研成果是非常令人鼓舞的，它必將引導更多的理論和實驗工作者開展科學研究，進一步加深我們對非晶態材料中非晶多形態相變機理的理解」。世界著名材料評論期刊《今日材料》（Materials Today）將於2007年10月報導該科研成果。

 

金屬玻璃是一種新型的金屬材料，學名叫非晶態金屬，1960年被美國科學家皮·杜威等首次發現以來，引起了金屬材料發展史上的一場革命。金屬玻璃在導電性、強度和導熱性方面具有金屬的特性，但在原子排列上卻又類似於玻璃的原子一樣呈無序排列。金屬玻璃具有很高的強度、硬度、彈性、剛性和優異磁學、耐腐蝕、耐磨損性能等，它可以經受180°彎曲而不斷裂，斷裂韌性值可達到鋼的5倍，是製作電磁傳感器等部件的絕好材料，目前已成功地應用在城市交通信號自動控制裝置的探頭上。此外，金屬玻璃還可以代替石英製作雷達、計算機的導聲材料、敏感元件等。雖然全球都認識到金屬玻璃作為結構材料和複合材料大規模運用的種種優點，但目前影響其大面積推廣應用的主要因素在於缺乏金屬玻璃大型塊狀材料。

 

「長江學者獎勵計劃」特聘教授蔣建中作為引進人才於2003年11月從丹麥技術大學來到浙江大學工作，一直致力於大塊金屬玻璃材料的研發。他是國家傑出青年自然科學基金項目負責人，也是德國亥姆霍茲聯合會在中國第一個投資的國際合作科研項目負責人。蔣建中主持開發的鑭基大塊金屬玻璃是大塊金屬玻璃大家庭中的一名「新成員」。它具有極強的玻璃形成能力和非常低的玻璃轉變溫度等特性，在較低的溫度下就可以進行超塑性變形，把它放入100攝氏度左右的水中，就可以進行拉伸、摺疊等變形。這不僅為一系列應用研究提供了新思路，同時又為研究過冷金屬熔體的玻璃轉變提供了理想的平臺。