williamhill威廉希尔网址葛亚琼、畅泽欣等所在研究团队在金属玻璃激光增材制造微区形成理论方面取得系列突破。针对增材制造微区热过程复杂难控的问题，围绕“工艺调控-结构构筑-使役性能”主线，构建从原子尺度到宏观工艺的多维度研究体系，实现微区性能的精准调控。该成果推动了金属玻璃在激光增材制造的结晶控制与脆性改善等关键问题的研究，为高性能金属玻璃构件制备提供了理论与技术支撑。

• 系列开篇：奠定前期工艺基础，探索微区形成机制

研究团队首先在《Journal of Manufacturing Processes》（中科院1区TOP）上发表开创性工作“The micro-zones formation of Zr-based bulk metallic glass composite fabricated by laser 3D printing”，DOI:10.1016/j.jmapro.2022.02.002。该成果首次系统性地阐明了在粉末床熔融制备金属玻璃过程中，不同特征微区（熔池区、重熔区和热影响区）的形成机制：通过过程热效应控制，实现熔池区和重熔区保持非晶状态，热影响区由于本征热效应，发生结构弛豫，形成纳米晶与非晶基体的复合结构。此项工作为后续系列研究奠定了坚实的试验基础。

• 机理深入：原子尺度调控，实现材料“返老还童”

奠定工艺基础后，进一步从原子尺度探究了金属玻璃的结构演化行为。团队在《Materials Today Communications》（JCR Q2）报道了“Tunable rejuvenation behavior of Zr₅₅Cu₃₅Al₁₀metallic glass at the atomic scale during recovery annealing and pressure treatment”，DOI:10.1016/j.mtcomm.2024.110646。该研究通过系统分析金属玻璃体系原子结构特征，清晰地描绘了材料从“老化”到“回春”的状态转变路径，发现压力在驱动原子团簇向高局域五重对称性转变方面，效率远高于温度因素的影响，实现了对金属玻璃非晶状态与能量状态的精确调控。

• 协同探索：多尺度计算与实验解析，构建微纳力学理论框架

随后，本团队成功建立了微观结构与宏观性能的内在关联。在《Journal of Manufacturing Processes》（中科院1区TOP）上发表了“Atomic insights into the formation and micro-mechanical properties of micro-zones in Zr-based metallic glasses fabricated by selective laser melting”，DOI:10.1016/j.jmapro.2025.11.012。从原子尺度上揭示了激光作用过程中特征微区的原子团簇演变特征，首次呈现了微纳响应过程剪切转变区的激活、形成、传播与连接直至形成剪切带的完整过程；通过多尺度实验表征，揭示了热影响区因结构弛豫形成的纳米晶与非晶基体的复合结构，表现出最优异的微纳力学反馈，实现了宏观性能与微观机理的完美链接。

• 理论升华：“组织依赖性”准则建立

研究进一步拓展至复杂热循环的多层LPBF形成体系，将本系列工作推向新高度。在《Journal of Alloys and Compounds》（JCR Q1）发表了“Atomic insights from molecular dynamics simulations into microstructure-dependent mechanical properties in Zr-based bulk metallic glass composites fabricated by LPBF”，DOI:10.1016/j.jallcom.2025.184073。该研究首次专注揭示变形过程的内在“组织依赖性”机理。系统地从“类固-过渡-类液”原子体系阐明非晶/纳米晶比例关系与变形行为的映射机制：完全非晶区表现为脆性断裂，复合结构区域能诱发多重流变单元的链接，激活剪切网络的协同扩展，实现显著的应变硬化与塑性提升。

• 性能调控：巧用外增韧，攻克脆性瓶颈

至此，系列研究形成闭环，团队确立了通过外增韧以攻克金属玻璃本征脆性的核心策略。研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》（JCR Q1）发表了“The micro-zones characteristics and mechanical properties of Nb-reinforced Zr-based bulk metallic glass composites prepared by selective laser melting”，DOI:10.1016/j.jallcom.2025.181336。同时在《表面技术》（中文领军期刊项目）发表了“Nb对选区激光熔化Zr基非晶合金组织及力学性能的影响”，DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.07.012。本研究创新地融合粉末床熔融与第二相颗粒增韧技术，系统揭示了第二相对非晶合金微观组织与力学行为的调控机制。研究从剪切带萌生扩展与裂纹偏转等微观过程入手，阐明了第二相通过促进剪切带网络化、抑制主剪切带快速扩展，从而实现宏观塑性协同提升的内在机理。

本研究系列工作获国家自然科学基金、国家留学基金委、山西省基础研究计划及山西省回国留学人员科研资助项目的支持。