块状金属玻璃复合材料（英语：Bulk metallic glass composites ，缩写：BMGCs），又称为非晶态金属（英语：Amorphous metal），指在原子尺度上结构无序的一种金属材料。大部分金属材料具有很高的有序结构，原子呈现周期性晶体排列。而与此相反，块状金属玻璃复合材料不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序。
一般来说，具有这种无序结构的材料可以从其液体状态直接冷却得到，故又称为“玻璃态”。所以，又称为“金属玻璃”（Glassy metal、Metallic Glass）、“玻璃态金属”、“液态金属”（Liquid metal）。
含有原位形成的β-Ti树枝状晶体的块状金属玻璃复合材料在许多应用中都具有前景。然而，有效地调节其微结构和机械性能以进行应用仍然具有挑战性。
最近，中国科学院金属研究所的张海峰（Zhang Haifeng）教授的研究团队发现，当原位β-Ti具有边际亚稳性时，块状金属玻璃复合材料在金属中表现出明显的应力-应变曲线的锯齿状。这与以前报道的该材料的拉伸行为非常不同，但与整体材料的压缩行为相似。这些发现发表在最近的《物理评论快报》上。
单轴拉伸试验表明该材料在剪切模式下断裂。在断裂样品的微观结构中，形变带同时穿透了β-Ti枝晶和局部玻璃状基体。
TEM表征表明，β-Ti枝晶中厚度约10n纳米的形变带主要由ω-Ti组成，表明在形变过程中β相转移到了ω相。
ω带的厚度与玻璃状基体中剪切带的厚度相似，这意味着在剪切带和ω-Ti带之间应变的连续传递。
因此，在这种新的塑性变形机制下，观察到了该材料在拉力作用下的锯齿行为：协同剪切机制包括在玻璃状基质中的剪切带和在亚稳β-Ti枝晶中的ω-Ti带。
在三个连续的{112}平面上的三个部分位错的滑移将β相转变为ω相，这是因为与亚稳β相相比，ω相的自由能较低。因此，这种协同剪切机制与β相的亚稳性密切相关。
包含剪切带和ω-Ti带的协同剪切事件在单个枝晶（尺度为几十微米）的局部区域引发了剪切雪崩，但被相邻的具有不同强度的β-Ti枝晶阻止了结晶取向。这是因为需要更高的应力才能穿透其他取向不同的β-Ti树枝状晶体。重复激活和停止协同剪切事件会导致该材料在张力下出现锯齿。
在玻璃状基质中存在剪切带而在β-Ti枝晶中包含ω带的协同剪切的发现，不仅丰富了该材料的变形机理，而且为开发具有拉伸塑性和断裂模式的高能释放块状金属玻璃复合材料提供了基础。
参考：Cooperative Shear in Bulk Metallic Glass Composites Containing Metastable β -Ti Dendrites, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.055501量子认知 | 简介科技新知识，敬请热心来关注