随着世界各国对空间技术需求的快速增长，航天领域对弹性材料的要求也越来越高：需要兼具轻质、低模量和高强度，以获得高弹性储能密度，并且能够在宇宙空间大温差的极端环境中保持稳定性能。目前，具有这类独特性能的材料仍然较为罕见。一是因为高强度和低弹性模量两种对立性能很难同时实现，二是因为材料原子间结合力会随着温度下降产生“弹性硬化”现象，从而无法实现宽温域下的恒弹性模量。
Mg-21.3Sc应变玻璃合金具有室温下的优异综合性能
Mg-21.3Sc应变玻璃合金弹性力学性能的温度不变性
近日，西安交大前沿院铁性智能材料研究团队在轻质镁钪合金中通过调控成分设计了独特的“应变玻璃”合金——具有冻结纳米马氏体畴的合金，该合金在200 MPa工作应力和宽温域下显示出稳定的高弹性储能密度，属于轻质低模量恒弹性合金。该轻质应变玻璃合金（密度仅为2g/cm3,与工程塑料相当）利用应变玻璃的适量弹性软化性质抵消其固有的弹性硬化，克服了上述原理性难题，实现了从室温到-150℃宽温域下的恒定低模量（20-23 GPa），同时具有镁合金中最高屈服强度等级（200-270 MPa）和百万次量级的疲劳寿命，这一优越性能有望使该合金在航空航天等高科技领域得到广泛应用。
应变玻璃纳米畴对温度的响应导致其具有奇特的恒定低模量特性，可望在航空航天领域等获得重要应用
该成果以《一种具有几乎与温度无关的恒定低模量和高强度的轻质应变玻璃合金》 （A lightweight strain glass alloy showing nearly temperature-independent low modulus and high strength）为题发表在《自然材料》（Nature Materials）上。文章第一作者为西安交大前沿院博士生刘畅，第一通讯作者为前沿院、金属材料强度国家重点实验室纪元超副教授，前沿院王栋教授、马天宇教授和物理学院王宇教授以共同作者身份参与本项工作。
该成果是基于研究团队在应变玻璃（Strain Glass）和铁性玻璃（Ferroic Glass）研究方向做出的一项最新成果。应变玻璃和铁性玻璃已经成为国际马氏体会议、美国TMS等国际会议的主题之一。研究团队也应邀为Elsevier出版社的《凝聚态物理大百科全书》（Encyclopedia of Condensed Matter Physics 2ndEdition）撰写凝聚态物理新词条—Ferroic Glass相关内容。
来源：西安交大
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01298-y
