刘琪 管鹏飞

(北京计算科学研究中心,材料与能源研究部,北京 100193)(2018年5月22日收到;2018年6月3日收到修改稿)

1 引 言

非晶合金(amorphous alloy),又称金属玻璃(metallic glass),是典型的由金属键主导的原子玻璃体系,其相对简单的微观结构为探索非晶态相关的基本物理问题提供了优良模型;非晶合金无序结构所带来的优异力学、物理和化学性能,也为其在各类新材料领域的应用提供了物性基础.因而,对非晶合金的研究不仅具有重要的科学意义,也具有重要的应用价值.对非晶合金在原子尺度上的结构的研究是当前凝聚态物理与材料科学中最基础同时也是最具挑战性的课题之一[1].与晶体金属与合金不同,非晶合金缺少对结构序的明确描述一直制约着其物理性质与结构的关联[2−6].显然,深入了解非晶合金的原子尺度上的排布极为重要.由于实验表征手段的限制,分子动力学模拟已成为当前研究非晶合金结构并探索其结构物性关联的重要手段[7−13].镧基非晶合金,例如La—Ni—Al玻璃形成体系,有很强的玻璃形成能力,Inoue等[14]在1988年即成功制备了尺寸达5 mm的La55Al25Ni20非晶合金;同时该体系也具备很多新奇的物理特征,如Okumura等[15]在实验上通过动态力学分析(dynamical mechanical analysis)发现La55Al25Ni20非晶合金的β弛豫峰非常显著,与α弛豫峰明显分离.Zhu等[16]进一步的研究发现La65Ni35拥有明显的β弛豫峰而La65Al35的β弛豫仅表现为一个过剩尾.2015年,Xu等[17]的研究还表明,La50Al35Ni15高温液体在1000 K附近可以产生液-液相变.显然这些新奇的性质都与非晶合金的微观结构密……