金属玻璃因其优异的物理性能和技术重要性而备受关注，具有优异的力学性能，，良好的耐腐蚀性，优异的催化性能和较大的弹性变形极限。其复杂的非晶态结构包括多种元素，多种化学键，以及多余的自由体积。退火处理可以降低金属玻璃的自由体积，使结构更加均匀，这将降低金属玻璃的塑性，但显著提高热导率。对于基础研究和工程应用来说，全面了解金属玻璃的力学、电、磁和热性能是很重要的。金属玻璃的热导率对计算临界冷却速率及在隔热涂层中的应用具有重要意义。对金属玻璃热导率的研究主要是在室温以上进行的，但对铸态玻璃态、弛豫态和晶态合金热导率的系统研究还很少。

基于此，中科院物理所孙保安研究员团队研究了铸态玻璃态、弛豫态和晶态Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10合金热导率的差异，并探索其机制。金属玻璃处于亚稳态，在室温或较低温度下结构弛豫极其缓慢，而在较高温度下结构弛豫或老化过程将急剧加速。相关论文以题为“Thermal conductivity of Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10 alloy in as-cast glassy, relaxed and crystallized states”发表在Journal of Alloys and Compounds上。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838823004711

图1铸态和弛豫态Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10金属玻璃的DSC曲线。

图2铸态和弛豫态Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10金属玻璃的XRD图谱。

图3 铸态和弛豫态Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10金属玻璃的TEM图谱。

图4 Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10合金的透射电镜图像及相应的选定区域电子衍射图。

综上所述，作者系统地研究了Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10合金在铸态玻璃态、弛豫态、部分晶态和晶态下的热导率。550 K退火放松试样的热导率较铸态金属玻璃略有升高，这是由于在10 ~ 300 K温度范围内热导率和声子热导的变化相反。作为对比，部分结晶样品的热导率值显著提高，这是由于玻璃状基质中NiZr2纳米晶的出现导致电阻率突然下降。此外，晶粒随着退火温度的升高而增大，导致晶化样品的导热系数较部分晶化样品有所上升。研究成果建立了不同状态下Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10合金热导率与微观组织之间的联系，为了解非晶合金的组织提供了新的见解。（文：Keep real）