金属材料强度国家重点实验室

我校前沿科学技术研究院微观组织演化研究中心和多学科材料研究中心及金属强度国家重点实验室博士生王栋，在导师王云志教授指导下并与任晓兵教授合作，利用相场动力学的模拟方法成功建立了近年在铁弹体系中发现的一类奇异物理态——应变玻璃态的理论模型，并成功地模拟了应变玻璃的所有物理特性。此项研究不仅揭示了应变玻璃态的起源，而且为设计基于应变玻璃的新型智能材料提供了理论基础。该项重要成果于11月12日在国际权威学术刊物《Physical Review Letters》上发表。

应变玻璃转变是我校前沿科学技术研究院任晓兵教授领导的多学科材料研究中心近年在世界上首次发现的一类普遍存在于铁弹体系中的特殊转变。这种玻璃化转变过程有着不同于正常铁弹体的奇异物理特性，如纳米级的铁弹微区的形成，极小的热滞，冻结过程等等，这类新型转变不仅具有重要的科学意义，其奇异特性还可能引发全新的智能特性及应用。因此应变玻璃可望导致一个新研究领域的形成。但是目前应变玻璃的理论尚未建立，亟待出现能够揭示这类新型玻璃转变微观起源和全面预测材料物理性能的理论。

文章作者在世界上首次提出了基于点缺陷与应变序参量交互作用的微观物理模型，通过相场动力学模拟的方法对铁弹体系进行了系统研究，建立了可以描述铁弹体系所有可能应变状态以及它们之间关系的完整相图。计算得出的相图与最近从实验得到的相图一致，显示了点缺陷掺杂是产生应变玻璃态的根本原因。同时，该理论模拟成功再现了应变玻璃的所有奇异物理性质，这使得通过计算机设计和预测这类新型智能材料的性能成为可能。这一研究成果代表着应变玻璃研究从实验到理论的一个飞跃，不仅具有重要的理论意义，而且可望指导这类新型智能材料的设计和应用。该项目研究得到了国家自然科学基金和“973”计划项目以及国家外专局/教育部首批科学创新引智（111）计划项目的共同资助。

该论文是正在筹建中的前沿科学技术研究院在不到一年时间里在物理学超一流期刊 Physical Review Letters 发表的第三篇论文。