从1998年开始,中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)汪卫华研究组通过大量实验,系统地研究了非晶合金形成、结构、力学性能和弹性性能,从弹性模量(基于原子间作用力等微观因素的宏观统计物理量)的角度来研究非晶结构及性能的关系,认识非晶中一些基本问题,取得重要研究成果。

  鉴于这些在非晶弹性性能研究和建立非晶的弹性模型方面系统的工作,应Progress in Materials Science刊物(影响因子16.5)主编Arzt教授的邀请,汪卫华研究组为该刊物撰写了长170页的综述论文The elastic properties, elastic models and elastic perspectives of metallic glasses,系统总结了非晶合金弹性性能和弹性模型以及弹性模型在认识、理解非晶基本问题上的作用的工作。

  非晶合金是金属熔体经过快速凝固而得到的结构无序的亚稳材料。虽然从液态到玻璃态没有传统意义上的相变发生,非晶材料弛豫时间尺度却从液态的(~10-10秒)变化到玻璃态的 (~100秒);由于非晶缺少微观尺度的特征结构,表征与建立其结构与性能的相关性从基本理论到实验手段上都极其困难,其宏观性能与微观结构的相关性还很不清楚。另一方面,由于金属熔体温度高,容易氧化,过冷度低,对金属液体在快速凝固过程中的动力学变化特征了解得很少。因此,与晶态相比,非晶合金形成的机理、非晶的特性、形变及结构稳定性的研究是相当困难的问题。人们对非晶合金在结构、性能上的一般规律了解甚少。这些因素严重制约了非晶合金材料的设计和探索、加工以及工程应用。