塊狀金屬玻璃複合材料（英語：Bulk metallic glass composites ，縮寫：BMGCs），又稱為非晶態金屬（英語：Amorphous metal），指在原子尺度上結構無序的一種金屬材料。大部分金屬材料具有很高的有序結構，原子呈現週期性晶體排列。而與此相反，塊狀金屬玻璃複合材料不具有任何的長程有序結構，但具有短程有序和中程有序。
一般來說，具有這種無序結構的材料可以從其液體狀態直接冷卻得到，故又稱為“玻璃態”。所以，又稱為“金屬玻璃”（Glassy metal、Metallic Glass）、“玻璃態金屬”、“液態金屬”（Liquid metal）。
含有原位形成的β-Ti樹枝狀晶體的塊狀金屬玻璃複合材料在許多應用中都具有前景。然而，有效地調節其微結構和機械效能以進行應用仍然具有挑戰性。
最近，中國科學院金屬研究所的張海峰（Zhang Haifeng）教授的研究團隊發現，當原位β-Ti具有邊際亞穩性時，塊狀金屬玻璃複合材料在金屬中表現出明顯的應力-應變曲線的鋸齒狀。這與以前報道的該材料的拉伸行為非常不同，但與整體材料的壓縮行為相似。這些發現發表在最近的《物理評論快報》上。
單軸拉伸試驗表明該材料在剪下模式下斷裂。在斷裂樣品的微觀結構中，形變帶同時穿透了β-Ti枝晶和區域性玻璃狀基體。
TEM表徵表明，β-Ti枝晶中厚度約10n奈米的形變帶主要由ω-Ti組成，表明在形變過程中β相轉移到了ω相。
ω帶的厚度與玻璃狀基體中剪下帶的厚度相似，這意味著在剪下帶和ω-Ti帶之間應變的連續傳遞。
因此，在這種新的塑性變形機制下，觀察到了該材料在拉力作用下的鋸齒行為：協同剪下機制包括在玻璃狀基質中的剪下帶和在亞穩β-Ti枝晶中的ω-Ti帶。
在三個連續的{112}平面上的三個部分位錯的滑移將β相轉變為ω相，這是因為與亞穩β相相比，ω相的自由能較低。因此，這種協同剪下機制與β相的亞穩性密切相關。
包含剪下帶和ω-Ti帶的協同剪下事件在單個枝晶（尺度為幾十微米）的區域性區域引發了剪下雪崩，但被相鄰的具有不同強度的β-Ti枝晶阻止了結晶取向。這是因為需要更高的應力才能穿透其他取向不同的β-Ti樹枝狀晶體。重複啟用和停止協同剪下事件會導致該材料在張力下出現鋸齒。
在玻璃狀基質中存在剪下帶而在β-Ti枝晶中包含ω帶的協同剪下的發現，不僅豐富了該材料的變形機理，而且為開發具有拉伸塑性和斷裂模式的高能釋放塊狀金屬玻璃複合材料提供了基礎。
參考：Cooperative Shear in Bulk Metallic Glass Composites Containing Metastable β -Ti Dendrites, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.055501量子認知 | 簡介科技新知識，敬請熱心來關注