责编 明 秋
校对 筱 萍
审发 祁 萍
图片来源：非晶中国大数据库
β-relaxation，也被称为Johari-Goldstein弛豫，最初在高分子材料中发现，并被认为与支链运动有关。在20世纪70年代，Johari和Goldstein在刚性分子玻璃和其他没有支链的材料中观察到了β-relaxation。金属玻璃(MGs)通常是通过液体熔体的快速冷却得到的，其独特的结构使其成为研究β-relaxation的理想模型。
然而，MGs的β-relaxation表现出复杂和各种形式，即驼峰、肩和多余的翅膀。β-relaxation涉及到小尺度、可逆的原子振动，这被认为与金属玻璃中的塑性流变基本单元有关。它们对金属玻璃整体原子动力学的影响尚不清楚，动力学与结构的相关性尚未完全确定。
近日，福耀科技大学和浙江大学蒋建中、王晓东团队研究报道了两种具有显著不同β弛豫行为的钯基Pd-Cu-P和Pd-Ni-P金属玻璃，并通过先进的X射线光子相关光谱、吸收精细结构技术以及第一性原理计算揭示了这种差异的结构起源。Pd-Cu-P金属玻璃中显著的β弛豫及快速的原子动力学主要来源于Cu原子的高迁移性及其局部优选结构。相比之下，Pd-Ni-P金属玻璃中，Ni原子的运动受到P原子的约束，导致β弛豫峰的减弱以及较为缓慢的动力学。原子动力学与微观结构的关联为理解不同动力学行为的结构起源以及无序材料老化的本质提供了新的途径。相关研究成果以“Unveiling the Structural Origins of Dynamic Diversity in Pd-Based Metallic Glasses”为题在Small上发表。
研究人员选择了钯（Pd）基金属玻璃作为研究对象，主要基于以下几点考虑：(1)Pd基金属玻璃具有较高的玻璃化转变温度（Tg），是研究Tg以下弛豫动力学的理想模型体系；(2)Pd基金属玻璃具有优异的耐腐蚀性和耐氧化性，研究其弛豫动力学有助于理解金属玻璃的抗老化性能及稳定性；(3)尽管Pd基金属玻璃体系表现出较高的玻璃形成能力，但在金属-类金属金属玻璃中，动力学与结构的关联尚未完全建立。因此，作者选择了Pd40Cu40P20和Pd40Ni40P20金属玻璃作为两个研究体系，研究其β弛豫行为的结构起源。研究发现，小的类金属原子与大的金属原子之间的“complex and selective”的键合能够显著改变其原子堆积结构，从而影响其原子动力学行为。这个研究结果为理解金属玻璃的结构-动力学关系提供了新的见解。
文章来源于电化学人。
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