大块金属玻璃因为其共同的无序结构，具有高屈从强度、高硬度、大弹性极限、优异的耐磨性和反抗腐蚀才能，具有巨大的工业运用潜力。但是在室温下，高度部分化的剪切带变形机制往往导致极低塑性的骤变开裂。为客服这一瓶颈，研讨人员引入了含有第二晶相的大块金属玻璃复合资料，具有优异才能的功能，包含拉伸延展性、超高开裂韧性和超高疲劳极限。具有B2型晶相的Zr48Cu47.5Al4Co0.5大块金属玻璃复合资料拉伸伸长率约为8%，且因为B2相的马氏体改变而表现出显着的加工硬化。含有原位软晶相的Zr39.6Ti33.9Nb7.6Cu6.4Be12.5大块金属玻璃复合资料室温拉伸塑性大于10%，屈从强度为1.2-1.5 GPa。因为存在两种晶相:α’’相和β相，TiZrCuNiBe表现出杰出的力学功能。此外，研讨人员对Ti/Zr基非晶复合合金进行了广泛的研讨，包含优化合金成分和调理微观安排。例如，含有多相的多层结构合金比强度为243 N m kg-1或216 N m kg-1，拉伸塑性为4.33%±0.1%或5.10%±0.1%。凭仗这些优异的功能，大块金属玻璃复合资料在电子科技类产品、运动器材、生物医学仪器和航天器谐波减速器用屈脊应变波齿轮(swg)范畴锋芒毕露。

  但是大块金属玻璃复合资料具有更高的粘度，这使得它们难以以相对低的本钱铸造成更大、更杂乱的零件，这极大地阻止了它们的工业运用。因为对大块金属玻璃复合资料的研讨大多会集在室温下的微观变形机制上，因而制备的大块金属玻璃复合资料的形状大多最简略。怎么制作和加工成杂乱的形状，一起具有高度的延展性还没有正真取得注重。现在制作运用最广泛的办法是铜模铸造法(如吸铸法)，该办法对设备的高真空度和质料的纯度要求严厉。此外，一些代替制作办法，如热塑性成形和增材制作工艺现已成功开发。尽管这一些办法可以出产出具有杂乱几许形状的大块金属玻璃复合资料，但也存在一些缺陷，如简单结晶，开裂，制作功率低，成型时刻窗口极窄，难以构成空心结构。高真空高压压铸办法是一种更挨近工业出产的冶金制作工艺，它可以出产形状杂乱的非晶合金，出产功率高，本钱低。但是，高真空高压压铸办法制备的资料的力学功能和显微安排极不安稳，导致不同办法制作的相同成分的大块金属玻璃复合资料功能差异明显。这些缺陷极大地阻止了非晶复合资料在工业上的运用。

  为了完成大块金属玻璃复合资料的实践运用，火急地需求确认优异力学功能的微观结构来历。基于此，华北电力大学与松山湖资料试验室协作，体系研讨了高真空高压压铸办法制备的Ti-Zr-V-Cu-Be大块金属玻璃复合资料的显微安排和力学功能，并与高真空铜模吸铸法制备的样品进行了比较，探究并确认了高真空高压压铸办法完成大块金属玻璃复合资料高延展性和杰出成形性的条件。研讨结果为开发具有实践运用价值的金属资料供给了新思路。相关论文以题为“High-tenacity in-situ Ti/Zr-based bulk metallic glasses composites fabricated by industrial high-pressure die casting”宣布在Journal of Materials Science & Technology上。

  图1(a)本研讨中运用的压铸模具3D图纸;(b)铸件的压铸工艺;(c)压铸成型大块金属玻璃复合板材。

  图2 X-ray Micro-CT下铜模吸铸样品的三维表征:(a)待测样品的尺度;(b) X方向二维切片;(c) Y方向二维切片;(d) Z方向二维切片。

  图3X-ray Micro-CT下高真空高压压铸样品的三维表征:(a)待测样品的尺度;(b) X方向二维切片;(c) Y方向二维切片;(d) Z方向二维切片。

  总归，作者运用了两种制备大块金属玻璃复合资料的办法，其间真空铜模吸铸办法更倾向于试验研讨，而高真空高压压铸办法更挨近于工业制作。作者体系地研讨了两种办法制备的样品在微观结构和力学功能上的差异。首要研讨结果如下：与真空铜模吸铸法比较，高真空高压压铸制备的相同成分的大块金属玻璃复合资料的枝晶相体积分数差异不明显，而β相体积分数遍及较大。尽管高真空高压压铸制备的样品力学功能不如真空铜模吸铸制备的样品，但有一种特别的合金(TL1-D)坚持了11.3%的拉伸应变，而且具有加工硬化行为。此外，作者确认了高真空高压压铸办法制备大块金属玻璃复合资料坚持杰出延展性的两个条件。（文：Keep real）