非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究.pdf

第41卷第1期2024年2 月J.At.Mol.Phys.,2024,41:016007(9pp)原子与分子物理学报JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究Vol.41 No.1Feb.2024史天姿，龙志林，张新瑞（湘潭大学土木工程学院，湘潭41110 5）摘要：通过分子动力学方法模拟了Tizs,Al2s、Ni s o Zr s o 和CusoZrso非晶合金的玻璃转变过程，得到并分析了平均原子体积和双体分布函数等结构参数，并应用Voronoi多面体指数分析法统计了玻璃转变过程中二十面体及类二十面体团的数量，通过分析团簇在玻璃转变过程中种类和数量的涨落趋势，研究了非晶原子由短程序连接至中程序再至长程无序的动力学演化过程，结果表明，非晶合金的玻璃形成能力以及塑性变形能力与动力学演化过程中Voronoi团簇的种类和数量密切相关在玻璃转变过程中局部五次对称性高的团簇倾向于连接在一起形成链，从而密排整个空间，降低系统的动力学行为从而提高玻璃形成能力塑性形变倾向于发生在局部五次对称性较低的区域在玻璃转变温度附近团簇种类和数量的突变反映出非晶合金的自组织临界行为，蕴含着丰富的非线性动力学现象。关键词：非晶合金；原子团簇；玻璃形成能力；分子动力学中图分类号：0 46 9The influence of structure evolution of metallic glass onglass forming ability by molecular dynamics study文献标识码：AD01:10.19855/j.1000-0364.2024.016007SHI Tian-Zi,LONG Zhi-Lin,ZHANG Xin-Rui(Department of Physics,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China)Abstract:The glass transformation processes of Tizs Al2s,NisoZrso and Cuso Zrso were simulated by molecular dy-namics method.The average atomic volume and radial pair distribution function were obtained.Besides,thenumber of icosahedral and icosahedral-like clusters were calculated by Voronoi polyhedron index analysis.E-ventually,the dynamic evolution of amorphous atoms from short order to medium order and then to long rangedisorder was studied by analyzing the type and number of clusters during glass transformation.The results showthat the glass forming ability is closely related to the type and number of Voronoi clusters.Besides,the clusterswith high local quintuple symmetry tend to join together in order to form chains during the glass transformationprocess,which densely fills the whole space and reduces the dynamic behavior of the system.Furthermore,theplastic deformation tends to occur at the area with low local quintuple symmetry.It is intriguing to note that theabrupt changes of the types and number of clusters near the glass transformation temperature reflect the self-or-ganized criticality behavior of metallic glass.Key words:Metallic glass;Atomic clusters;Glass forming ability;Molecular dynamics收稿日期：2 0 2 2-0 8-30基金项目：国家自然科学基金（5197 118 8）作者简介：史天姿（1998 一），女，陕西省咸阳市人，硕士生，主要研究领域为非晶合金力学行为，通讯作者：龙志林.E-mail：l o n g z l x t u.e d u.c n016007-1第41卷1引 言非晶合金又称金属玻璃，由于没有晶体合金中诸如位错等结构缺陷从而表现出超高强度、韧性、弹性极限等优异的力学性能因此受到广泛关注。然而，玻璃转变的本质（包括玻璃结构和玻璃转变行为）是长期以来困扰凝聚态物理和材料科学领域的一个重大难题，非晶合金作为从原子尺度研究该类问题的极佳物理模型，肩上背负着沉重的使命2 宏观无序的非晶结构中存在有序特征，非晶合金中已被证明有短程序（SRO)和中程序(MRO)且与非晶的诸多性质如玻璃形成能力（CFA)有重要联系3-8 然而，由于非晶制备的困难以及实验观测手段的限制，非晶在玻璃转变过程中的微观结构演化过程至今没有一个清晰的图像，分子动力学（MD）模拟是弥补这些不足的重要手段.采用MD方法分析液态金属和金属玻璃的微观结构和玻璃转变行为迄今已取得诸多重要进展9-15 如Park等 在非晶体系微观结构与宏观性能关系的研究中发现，原子堆积密度与非晶固体的弹性模量、强度和塑性密切相关，由Voronoi多面体定义的各种原子团簇构成了非晶的SRO,并对非晶固体的力学性能有决定性影响Cheng等10 利用CuZr体系证明了二十面体团簇是金属过冷液体非Arrhenius动力学降速的微观起源，从结构动力学角度解释了非晶依赖成分的力学性质以及其强度与玻璃转变温度之间的关系：Sha等11 在模拟CuZr体系的玻璃转变过程中发现大量以Cu原子为中心的类二十面体团簇可使体系的堆积方式更为致密，从而提高体系的CFA.Li等12 在MRO尺度通过XRa y 衍射实验揭示了CuZr非晶以二十面体团簇构成弦状主干并以类液结构填充剩余空间的堆积方式并与经典MD 模拟结果一致Wei等13 在CuZrAl三元体系的MD模拟中发现Al元素的含量对体系团簇种类和数量的分布有显著影响，从而在该体系GFA中扮演关键角色.然而，上述研究主要关注的二十面体团簇随Cu含量变化较大，在其他不含Cu元素的体系中几乎监测不到，表明该参数用于描述非晶结构特征并不具有广泛代表性，需要引进新的结构参数.且上述研究大都致力于多元非晶体系的模拟，但合金中含有多个组元使得对非晶GFA、玻璃转变等基础问题的研究和计算机模拟分析变得十分复原子与分子物理学报杂，因此，开发和研究二元块体非晶合金具有重要意义：作为典型的二元非晶态材料，NiZr 系可在相当宽的成份范围（2 0-7 0 at%Zr）内形成非晶态从而引起人们很大兴趣：最近的研究发现，Ni-Zr非晶合金的屈服强度随材料尺寸的降低而增加，当薄膜厚度低于36 0 nm时，拉伸过程中不出现剪切带，具有非常大的塑性，甚至能达到15%的断裂应变15，是研究尺寸效应和非晶增韧的绝佳模型TiA l合金具有低密度、高比强度、抗高温、抗氧化、耐腐蚀等特殊性能，是航空航天和高温应用领域具有吸引力的材料，且该合金具有很强的结晶性，是研究非晶晶化行为的良好模型16,17 ,本文利用MD手段，模拟了 TizsAl2s、Ni s o Zr s o和CusoZrso三种典型并极具对比性的二元非晶合金模型的玻璃转变过程，并引进更具广泛性的新结构参数局部五次对称性（LFFS）研究了非晶由SRO连接至MRO再至长程无序的动力学演化过程，并由此解释了三种非晶合金宏观力学性质迥异的原子结构层面原因。2模拟计算的条件和方法利用开源的大规模原子分子并行程序LAMMPS模拟了TizsAl2s和NisoZrso非晶合金的玻璃转变过程表1列举了模拟过程中两种非晶的不同参数设置，考虑到原子间的多体相互作用，TirsAl2s合金原子间相互作用势选用Mishin18拟合第一性原理数据得到的金属合金镶嵌原子势（EA M），Ni s o Zr s o 合金原子间相互作用势选用Sheng等19 拟合得到的EAM势，如图1所示，TirsAl2s（Ni s o Zr s o）模拟在含有40 0 0（32 0 0 0）个原子505050A（7 2 7 2 7 2 A 3）的模拟盒子中进行，其中Ti（Ni)和Al(Zr)的原子数分别为30 0 0（16 0 0 0)和10 0 0(16 0 0 0）个冷却过程中采用等压等温系综并利用Nose-Hoover算法控制温度和压强，边界条件采用立方周期性边界条件，时间步长设定为2 fs.首先，根据最小势能原理，系统处于稳态时的能量最小，如图2 可见，让系统在2 0 0 0 K温度下弛豫10 0 ps（2 0 p s）后体系原子处于稳定状态，即得到热力学平衡的非晶合金熔融液态结构，可以开始模拟玻璃转变随后，分别以Q1=0.51013 Ks-1,Q2=0.5 1012 Ks-(Q;=1.0 1013Ks-1,Q4=1.0101Ks）的冷却速率快速降温016007-2第1期第41卷至30 0 K，并保温2 0 ps得到系统的微观结构，每隔10 0 0 步记录一次系统的位置信息最后，运用Table 1 Molecular dynamics simulation parameters of two metallic glasses.研究对象EAM势Ti7s Al2sMishin YNisoZrsoSheng H W史天姿，等：非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究表1两种非晶合金的分子动力学模拟参数设置原子总数模拟盒子NA340005050503200072 72 72第1期微观结构可视化分析程序Ovito分析其微观结构特征。驰豫时间ps10020冷却速率Ks-1Q1=0.5 10 13Q2=0.5 1012Q;=1.0 1013Q4=1.0 10124.05(a)4.10F-4.15(a)图1分子动力学结构模型示意图（a）T i r s A l 2 5，红色原子为Ti，蓝色原子为Al；（b）Ni s o Zr s o，紫色原子为Ni，绿色原子为ZrFig.1TThe schematics of molecular dynamics structuremodels:（a)T i r s A l 2 s,t h e r e d a t o m s a r e T i,b l u eatoms are Al;(b)NisoZrso,the purple atoms areNi,green atoms are Zr.3模拟计算结果与讨论在金属液体冷却过程中，通常采用平均原子体积（体系总体积与所含原子数N的比）描述体系密度的变化情况图3显示出TirsAls和NisoZrso合金在不同冷却速率下平均原子体积随温度的变化情况由图3(a)可以发现，TirsAl2s合金在Q.冷却速率下，平均原子体积随着温度的降低缓慢且连续地减少；而在Q2冷却速率下，体系平均原子体积在10 0 0 K左右发生突变，表明此时TizsAl2s合金结构发生重大变化，即由无序的液态结构形成有序的晶态结构根据Abraham对形成玻璃系统的模拟研究表明：冷却过程中，如果平均原子体积与温度曲线的斜率发生突变，说明形成晶体结构结合图3（a）可以确定TisAl2s合金发生玻璃转变的温度大约为10 0 0 K.同理，由图3(b)可知，NisoZrso合金在Q,和Q4两种冷却速率下均形成了非晶结构Q1与Q2、Q,与Q4均只相差一个数量级，但两种合金却表现出完全不同的玻璃转变行为，这表明NisoZrso合金的GFA胜于TizsAl2s合金至少一个量级，TirsAls合金十分容易发生晶化，目前的实验手段很难获得稳定的TirsAls非晶合金：(b)-4.204.2504.6-4.8-5.0-5.2-5.4-5.6图2平均原子势能随驰豫时间的变化图（a）T i r sAl2s;(b)NisoZrsoFig.2 Plots of average atomic potential energy with re-laxation time:（a)T i z s,A l 2 s;（b)Ni s o Zr s o-双体分布函数（RDF）g（r）描述的是在原点处存在粒子的情况下在距离处找到粒子的概率，它本质上是粒子间距离的直方图，通过粒子的数密度（即粒子总数除以模拟盒子体积)进行归一化，是MD模拟中表示微观结构的一个重要方法.和原子的偏双体分布函数定义如下NNaNego(r)4mrpN.Nei=1i=1其中p表示N个原子体系的原子数密度；N。和N016007-320Relaxation Time(ps)05Relaxation Time(ps)4010601580100(b)20(1)Calculated第41卷20.0(a)19.519.018.518.0F17.517.0018.5(b)18.0F17.517.0图3平均原子体积在不同冷却速率下随温度的变化关系图（a）T i z s A l 2 s；（b）Ni s o Zr s oFig,3 Plots of average atomic volume with temperatureat different cooling rates:(a)Tizs Al2s;(b)NisoZtso分别表示类和类原子的数目；（类)和原子j（类)的距离图4为本文模拟的TizsAl2s合金在2 0 0 0 K下的双体分布函数与参考文献值的对比。从图中可以看出，在2 0 0 0 K下，双体分布函数的第一峰位和峰高与Pei 等1计算结果符合良好，表明本文的模拟过程具有足够精度由于非晶的短程序，即有确定的最近邻及次近邻配位层，其RDF曲线有清晰的第一峰及第二峰图5(a)为TirsAl2s合金在Q,冷却速率下2000400K温度范围每隔2 0 0 K的双体分布函数演化曲线集可以看到，随着温度的降低，g（r)曲线的第一峰(r3A 处)有右移趋势，宽度随温度降低而变窄且峰值逐渐增大，这是由于冷却过程中原子不断被冻结，临近中心原子第一峰位处的原子数逐渐增多所导致的，表明中心原子的配位数增加，短程有序性增强当温度高于10 0 0 K时，g（r）曲线变化不明显，表明体系进入熔融态后内能和结构均变化不大值得注意的是，当温原子与分子物理学报度低于10 0 0 K后，第二峰位置(r5A 处)几乎没有变化，但却发生明显的劈裂现象，表明非晶结构形成，这与根据平均原子体积随温度变化情况（如图3)分析玻璃转变温度的结果一致图5(b)为NisoZrso合金在Qs冷却速率下2 0 0 0 40 0 K温度Q范围每隔2 0 0 K的双体分布函数演化曲线集：可以看出，随温度的降低g（r）曲线的第一峰同样出Q2现右移，且峰宽变窄峰高增加，当r6A后g(r)曲线的上下波动趋于平缓，类似于空间分布完全5001000Temperature(K)QQ4400800Temperature(K)第1期1500200012001600表示原子i金样品的偏双体分布函数无论TizsAl2s（图6 a）还是NisoZrso（图6 b）的偏双体分布函数均展现出了第二峰劈裂的特性，表明MD模拟所得样品均处于非晶态TizsAl2s非晶的三个偏双体分布函数中，Ti-Al和 Ti-Ti 曲线基本重合且第一峰强度最大，表明Ti原子吸引Ti原子和Al原子的能力均较强并倾向于排列在第一近邻的位置上；铝原子之间吸引力较弱，也排在第一近邻位置上然而，NisoZrso非晶的三个偏双体分布函数的第一峰016007-4无序的理想气体的双体分布函数图，表明NisoZrso非晶在中程尺度（5Ar20A)的无序性更强.不同的是，当温度低于8 0 0 K后，NisoZrso合金g（r）曲线的第一峰开始出现明显的劈裂现象，表明NisoZrso非晶在短程尺度(r5A)的有序性更强当温度降至40 0 K时第二峰开始发生劈裂劈裂峰数量的增加以及玻璃转变温度的降低均表明NisoZrso合金的非晶形成能力胜于TizsAl2s合金，这也与平均原子体积随温度变化情况的分析结果一致3.020002.52.0F31.5601.00.5F0.00图4本文计算得到的TirsAl2s合金在2 0 0 0 K时的RDF与参考文献17 的对比曲线Fig.4 The calculated RDF of Tizs Al2s at temperature2000 K with the available data.图6 给出了30 0 K下MD模拟得到的非晶合OReferenceod8024r(A)68第41卷(a)400K60600K800K1000K1200K1400K1600K1800K2000K02(b)400K600K800K1000K1200K1400K1600K1800K2000K02图52000400K温度范围每隔2 0 0 K的双体分布函数曲线集（a）Q i 冷却速率下的TirsAl2s合金；（b）Q 冷却速率下的NisoZrso合金Fig.5The radial pair distribution function curve setsof temperature range from 2000 to 400 K at in-tervals of 200 K:(a)Tirs Als alloy of Q;cool-ing rate;(b)NisoZrso alloy of Q,cooling rate.强度均较大，Ni-Ni曲线第一峰位置最近，Zr-Zr曲线第一峰位置最远，但均没有超过4A，这表明Ni和Zr原子间均表现为引力并依次排列在第一近邻位置，增加了体系的SRO同时，以上分析表明偏径向分布函数的分散度在一定程度上也可以反映出金属玻璃的GFA.研究表明，金属玻璃中的二十面体团簇能够抑制晶体序的形核与长大，从而对CFA有显著影响，一般情况下二十面体团簇含量越高GFA越强2 0 。为进一步研究原子团簇中起主要作用的Zr-centered团簇，需控制单一变量，对NisoZrso非晶中的Ni原子用Cu原子进行等比例替换，在相同模拟条件下（冷却速率为Q3），选用LAMMPS自附史天姿，等：非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究46r(A)46r(A)第1期6(a)5436021081081012016007-5Ti-A1Ti-TiAI-AI120(b)36000图6 30 0 K温度下的偏双体分布函数（a）T i z s A l 2 s；(b)NisoZrsoFig.6The partial radial pair distribution functioncurves at 300 K:(a)Tizs Al2s;(b)NisoZrso的Cu-ZrEAM势，进行了CusoZrso非晶的玻璃转变模拟采用Voronoi多面体指数分析法对三种模型中二十面体及类二十面体团簇的种类和数量进行了Voronoi指数标定某一原子的Voronoi多面体定义为该原子与其近邻各原子间连线的垂直平分面所围成的包含该原子的具有最小面积的多面体Voronoi指数是用多面体中具有k(k=3，4，5，6.)边的面数n表征一个Voronoi多面体例如二十面体的Voronoi指数为 表2列举了在30 0 K模拟温度下，本文监测的二十面体及类二十面体团簇的Voronoi指数及其含量由表2 中数据可以发现，除了CusoZrso非晶，其余两个模型的二十面体团簇数量几乎检测不到，即使在Cu,Zr100-,非晶体系中团簇 的数量也会随Cu含量的减少而显著降低2 1，这表明二十面体团簇数量作为联系非晶性能的结构参数有其局限之处。224r(A)46r(A)68810-Ni-ZrNi-NiZr-Zr101212第41卷局部五次对称性(LFFS)作为一个能够广泛地描述非晶合金体系结构特征的新结构参量近年来被提出2 1.2 2 。LFFS被定义为Voronoi 多面体类型i中五边形的面所占的百分比，即di=ni/Z.ntk=3,4,5,6其中n,代表Voronoi多面体类型i中k边形的数目基于此，采用公式(3)量化体系的LFFS，即W=Z(di P.)(3)其中，P,为Voronoi多面体类型i的含量图7 显示了TizsAl25、Ni s o Zr 5o、Cu s o Zr s o 非晶MD模型体系中的LFFS分布，可以看出这些多面体团簇不是随机分布在空间中的，其形状类似于高斯分布，LFFS高的团簇倾向于连接在一起，这也在一定程度上表明非晶结构的不均匀特征此外TirsAl2s非晶（WTisAl2s15.52 6）的LFFS分布最为靠前，表明其包含的二十面体及类二十面体团簇数量较少，而 NisoZrso 非晶（WNsozrso 20.347）和 CusoZrso 非晶（Weusozso21.415）的LFFS分布较为靠后，且LFFS较强的团簇（如，）能够通过和它们自身，以及一些较大的Zr原子团簇相互连接，降低整个体系的动力学行为，从而增加系统的 GFA另一方面，以Zr 原子为中心具有较高LFFS的团簇（如，等)能够把类二十面体结构其它多面体团簇在一起形成链，从而密排满整个空间，起稳定整个非晶系统的作用值得注意的是，NisoZrso非晶的LFFS分布主要集中在ds=0.6附近的中段位置，对应于其纳米尺度下塑性变形能力强的宏观力学性质，可做出微观结构层面的解释，即塑性变形更倾向于发生在局部五次对称性较低的区域，这些区域拥有较高的平移对称性和较低的势垒，能够容纳更多塑性变形量LFFS分布再次表明，TirsAl2s，Ni s o Zr s o，Cu s oZrso三种非晶的GFA依次减小，这也与上述分析一致.研究了准静态情况下非晶团簇的LFFS分布并验证了二十面体团簇连接填充理论后，为进一步探索其玻璃转变过程中微观结构演化的动力学行为，对表2 中监测的Voronoi团簇类型的数量进行随时间的动态标定，图8 为TisAl25、Ni s o Zr s o VCusoZrso三种非晶合金模型在玻璃转变过程中团簇种类和数量随温度的变化情况，LFFS依图例由上到下依次减少可以看出，ns=6，8，10，12 的原子与分子物理学报表2 三种非晶在30 0 K温度下d,0.46的Voronoi指数及其含量(%）Table 2Voronoi indexes and their contents（%）o f d,0.46 at 300 K for three metallic glasses.Voronoi indexTis Al2s Niso Zrso Cuso Zrso(2)12108(%)uonoeid6420.0图7三种非晶合金模型在30 0 K温度下的局部五次对称性分布图Fig.7 Local quintuple symmetry distributions of threemetallic glass models at 300 K.Voronoi多面体构成了非晶玻璃转变过程中的主要团簇，且随着温度的降低，各Voronoi团簇的数量均呈上升趋势，表明短程有序性的逐步增强图8（a）为TisAl2s非晶的团簇变化情况可以发现TirsAl2s体系的LFFS较弱，团簇 在整个玻璃转变过程中都占据着含量最高的地位，且随温度降低增长较快，而LFFS较高的团簇，增长较为平缓，且在玻璃转变温度10 0 0 K附近出现拐点，对比CusoZrso非晶的图8（c)呈现出不同的略微下降的趋势这表明TizsAl2s模型在玻璃转变温度附近LFFS高的团簇会向LFFS低的团簇结构转化，从而导致体系的GFA降低，倾向于发生晶化行为图8(b）Ni s oZrso非晶的团簇变化情况，可以看出其LFFS高的团簇种类和含量显著增多，其中团簇，含量最高且随温度降低上升得尤为迅速，团簇 随温度变化得较为平缓，保留了熔融液态的结构特征值得注意的是，与之前团簇连续稳定增长变化的方式不同，团簇,起初几乎监测不到，在温度降至玻璃转变温度8 50K附近突然大量出现，是非晶玻璃转变过程中自组织临界行为的原子团簇结构体现，更多LFFS高的团簇的涌现也表明非晶结构的形成图8（c)为CusoZrso非晶的团簇变化情况对比图8（b），团簇,和 在CusoZrso非晶合金中依然存在，表明其存在不受Cu原子含量影响，为Zrc e n t e r e d 团簇而团簇 和 含量非常高且独立与另两种模型存在，表明它们可能是Cuc e n t e r e d团簇值得注意的是，二十面体团簇在CusoZrso非晶合金中的增长趋势尤为不同，当温度降至130 0K时开始出现并迅速增加，增长速率为所有团簇中最快，并在玻璃转变温度7 50 K附近出现拐点，一些LFFS高的类二十面体团簇（如 0，1，10，4史天姿，等：非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究T。300F0 25020015010050021000180015001200Temperature(K)2000-1800401600X1400$71200+10008006004002002100180015001200900600300Temperature(K)200001800FA1600F$1400X1200F+1000800第1期400(a)0 350Fg900600300(b)T。8(c)TA8，)也在这一温度段开始出现，表明二十面体团簇含量变化与CuZr体系的玻璃转变行为和CFA有密切联系，而一些比较大的 Zr-centered 团簇在玻璃转变过程中也扮演了重要角色，它们与周围类二十面体团簇连接从而填充整个空间，不断降低系统的动能和熵，从而起到稳定整个系统的作用，4结 论本文利用分子动力学方法，在微观结构层面通过分析平均原子体积、双体分布函数等结构参数以及Vonoroi多面体团簇在30 0 K准静态情况下的局部五次对称性分布和整个温度区间的涨落，研究了TizsAl2s，Ni s o Zr s o 和CusoZrso三种非晶合金模型的玻璃转变行为，解释了三种非晶合金宏观力学性质迥异的微观结构层面原因，得到以下结论：6004002002100180015001200900600300Temperature(K)图：三种非晶合金模型在玻璃转变过程中团簇数量随温度的变化情况（a）T i z s A l 2 s，冷却速率为Qi；（b）Ni s o Zr s o；（c）Cu s o Zr s o，冷却速率为Q3Fig.8 The numbers of clusters vary with temperatureduring glass transition in three metallic glassmodels:（a)T i s A l 2 5,t h e c o o l i n g r a t e i s Q ;(b)NisoZrso;（c)Cu s o Zr s o，t h e c o o l i n g r a t eisQ3.1）T i 7 s A l2 5非晶合金的局部五次对称性分布始终较弱，且在玻璃转变温度附近局部五次对称性高的团簇会向局部五次对称性低的团簇类型转化，016007-7第41卷因此无法形成稳定的链密排空间，导致体系稳定性差，易发生晶化行为：2)NisoZrso非晶合金纳米尺度塑性变形能力强的原子结构层面原因是由于其局部五次对称性分布不高且集中，这些原子团簇具有较高的平移对称性和较低的势垒，因此能容纳更多的塑性变形量；其双体分布函数曲线的第一峰在整个冷却过程中发生了不同于一般非晶合金的劈裂现象，表明其有序性在短程尺度上较强，局部五次对称性弱，因此塑性变形能力强。3)CusoZrso非晶合金具有非常强的玻璃形成能力是因为其二十面体团簇含量高并在玻璃转变温度附近急剧上升，某些特定原子团簇类型十分依赖于样品元素并在玻璃转变过程中起主要作用，其中以Zr原子为中心体积较大的团簇可以与周围的类二十面体团簇连接，从而增加系统的玻璃形成能力.4）n s=6，8,10，12 的Voronoi多面体构成了三种非晶体系玻璃转变过程中的主要团簇集合且数量随温度降低而增多；团簇的种类和数量会在玻璃转变温度附近出现激增和拐点，是非晶合金玻璃转变过程中自组织临界行为在原子团簇结构层面的体现，蕴含着丰富的动力学现象。参考文献：1Wang W H.The nature and properties of amorphousmatterJ.Prog.Phys.,2013,33:177(in Chinese)【汪卫华非晶态物质的本质和特性J物理学进展,2 0 13,3 3:17 7 2Guan P F,Sun S J.Atomic-level study in the struc-ture and its instability of metallic glasses J.ActaMetall.Sin.,2021,57:501（i n Ch i n e s e）管鹏飞,孙胜君金属玻璃结构及其失稳的原子层次研究J金属学报，2 0 2 1，57：50 13Wu Y,Zhang F,Yuan X Y,et al.Short-range orde-ring 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