形状影象效应，，，，，，是一种让质料拥有 “影象” 的神奇异性：被变形的质料在特定情形中可以恢复变形前的形状。。。。这种特征让形状影象质料成为智能器件的主要焦点部件。。。。形状影象效应一般保存于晶体合金、聚合物等质料中，，，，，，依赖马氏体相变、玻璃化转变等结构相变才华实现，，，，，，与马氏体、分子链结构转变有关。。。。非晶态合金，，，，，，也称金属玻璃、液态金属，，，，，，依附超高强度、高韧性、优异的耐侵蚀性能和 优异的软磁性能，，，，，，一直是高性能质料领域的研究热门。。。。非晶态合金中的原子结构呈长程无序，，，，，，在短程、中程标准上由等效原子团簇密堆组成，，，，，，其中没有马氏体、分子链结构，，，，，，那么其形状影象效应的物理机制是怎样的？？？？？这种形状影象效应具有怎样的特征？？？？？

针对上述问题，，，，，，j9九游会核电要害质料天下重点实验室黄波副研究员指导2021级硕士研究生廖善思（现为奥地利科学院埃里克·施密德研究所博士研究生），，，，，，与松山湖质料实验室、美国阿贡国家实验室、中国科学院宁波质料所等单位睁开相助研究，，，，，，取得了主要希望，，，，，，研究效果以《Shape Memory Effect Controlled by Localized Flow of Liquid‐Like Atoms in Metallic Glass》为题，，，，，，揭晓在国际顶级质料期刊《Advanced Materials》（影响因子：29.1）上。。。。j9九游会为论文第一单位，，，，，，j9九游会黄波副研究员、奥地利科学院埃里克·施密德研究所博士研究生廖善思为论文配合第一作者，，，，，，j9九游会黄波副研究员和河北工业大学、松山湖质料实验室尚宝双研究员为论文配合通讯作者，，，，，，论文作者还包括j9九游会王刚教授、王庆研究员、易军副研究员、硕士研究生楼少峰，，，，，，中国科学院宁波质料所王军强研究员和美国阿贡国家实验室先进光子源李天祎博士。。。。

图 1 （a）初始态的、（b）热水中变形训练的和（c）热水中形状回复响应的非晶态合金

该研究发明，，，，，，非晶态合金在数百K的变形温度规模、数百MPa变形压力规模和数千秒的变形时间规模内均可泛起出形状影象效应，，，，，，并且形状影象效应随变形温度、时间、应力的增添而更为显著。。。。例如，，，，，，La基非晶态合金可以在320 K至440 K之间泛起出形状影象效应
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；；；；将其在开水中（温度为373 K）变形后，，，，，，再加热可实现形状回复（如图1所示）。。。。

图 2 差别温度下形状影象历程中非晶态合金约化原子对漫衍函数的转变

基于同步辐射X射线衍射实验、分子动力学模拟和黏弹性模子剖析发明，，，，，，非晶态合金的形状影象效应源于其动力学结构不匀称性。。。。在形状影象历程中，，，，，，合金中中程标准上有序密堆链状结构更少的类液区爆发局域流变，，，，，，而类液区周围稳固链状结构更多的弹性基体爆发可逆变形。。。。弹性基体的可逆变形导致合金约化原子对漫衍函数第一个峰峰位在变形、形状回复历程中先增大、再镌汰
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；；；；而类液区中的中程序链状结构在流变历程爆发不可逆的断裂、重排，，，，，，导致约化对漫衍函数第二个峰的峰位一直减。。。。ㄈ缤2所示）。。。。低温下，，，，，，形状影象历程中可逆弹性变形导致的内应力的增添使得合金的弛豫焓、虚化温度增添，，，，，，泛起出年轻化征象
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；；；；形状回复时弹性能释放导致的合金自由能的减小是形状影象效应的热力学驱动力。。。。在高温下，，，，，，结构老化显著，，，，，，使得弛豫焓、虚化温度减小。。。。

图 3 非晶态合金形状影象效应的机制示意图

类液区和其周围结构更稳固的弹性基区划分是非晶态合金形状影象效应的影象开关和载体。。。。在变形、冷却的历程中，，，，，，激活的类液区被冻结，，，，，，牢靠住变形的弹性基体的形状，，，，，，形状回复历程中，，，，，，类液区的再激活使得弹性基体恢复变形前的构型（图3）。。。。类液区的黏度为~ 10¹⁰Pa s，，，，，，其激活能与温度、时间、应力呈阿仑尼乌斯关系，，，，，，随变形温度、时间、应力的增添，，，，，，被激活的类液区更多，，，，，，类液区的变形量更大，，，，，，使得形状影象效应更为显著。。。。通过控制温度、时间、应力调控类液区的激活，，，，，，可以精准控制非晶态合金的形状影象历程。。。。

由于动力学结构不匀称性是非晶态合金的实质特征，，，，，，因此形状影象效应普遍保存于差别系统的非晶态合金中，，，，，，例如Zr₅₀Cu₄₀Al₁₀、Cu₅₀Zr₅₀、La₆₀Ni₁₅Al₂₅、La₆₀Co₁₅Al₂₅、La₆₀Cu₁₅Al₂₅非晶合金。。。。低温下非晶态合金内部仍保存大宗类液区，，，，，，因此其形状影象效应可在远低于玻璃转变温度的宽温区间内爆发，，，，，，区别于古板形状影象质料仅能在玻璃转变温度、熔融温度或马氏体相变温度周围实现形状影象。。。。非晶态合金的形状影象效应可多次循环实现，，，，，，受结构老化历程影响小。。。。非晶态合金屈服强度极高，，，，，，其形状影象承载极限可达~ 1 GPa，，，，，，远高于形状影象聚合物（~10 MPa），，，，，，例如，，，，，，锆基非晶态合金在变形温度 660 K、变形应力 200 MPa 条件下依旧体现出显著的形状影象行为。。。
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；；；；诜蔷辖鸬睦嘁呵鹪础⒏咔咳陀攀啤⒖砦掠蛐巫椿馗茨芰，，，，，，有望开发新型的反映堆自密封垫片、辐照应变缓冲件、多温区无源清静驱动元件，，，，，，战胜聚合物影象质料形状回复应力小、热导率低等难题，，，，，，突破古板晶态影象合金马氏体孪晶结构易受辐照破损、影象温度窗口窄的瓶颈，，，，，，支持裂变堆、聚变堆要害质料国产化研发。。。。

本事情是j9九游会核电要害质料天下重点实验室无序合金团队在新型智能质料设计研究领域的系列突破之一，，，，，，获得了国家自然科学基金（52471177, 12474187, U23A2065）、上海市自科学基金（22ZR1422500）、广东省量子科学战略专项（GDZX2301001）、中国科学院宁波质料所科教融合开放课题（No. 22Z00376）等项目的支持。。。。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.73782