論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101283

材料是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基石，是推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步的載體。其中，高性能金屬材料廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步和國(guó)家安全的重要基石，也是建設(shè)制造型強(qiáng)國(guó)和創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵支撐。傳統(tǒng)的金屬材料往往基于一到兩種主要元素，形成長(zhǎng)程有序的晶格結(jié)構(gòu)，因此，可歸類(lèi)為由化學(xué)有序和拓?fù)溆行蛑骺氐挠行蚝辖稹７蔷Ш辖鹩址Q金屬玻璃，它是一類(lèi)突破了傳統(tǒng)金屬有序結(jié)構(gòu)主導(dǎo)所得到的兼具金屬和玻璃、固體和液體特性的新一代高性能金屬材料，具有高強(qiáng)度、高硬度、優(yōu)異的耐磨耐腐蝕性、獨(dú)特的熱塑性及微納米加工性能等。由于這些特點(diǎn)，非晶合金在穿甲武器、航天器防護(hù)、機(jī)器人減速器、精密成型模具、5G通訊等能源、信息、國(guó)防和航空航天等高新技術(shù)具有重要的應(yīng)用前景。

從上世紀(jì)60年代誕生至今，非晶合金的研究已走過(guò)近60年的歷程，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)非晶本征結(jié)構(gòu)、形成能力、力學(xué)性能等開(kāi)展了了大量研究，但其作為結(jié)構(gòu)材料大規(guī)模工程應(yīng)用卻受到了限制。造成這一困境的核心問(wèn)題是絕大部分非晶合金的材料尺寸及室溫可加工性能非常有限，極大限制該類(lèi)材料優(yōu)異性能的發(fā)揮和應(yīng)用。迄今為止，已探索的1000余種非晶合金成分體系中，大部分材料體系臨界尺寸處于毫米量級(jí)，且大多表現(xiàn)為室溫脆性，難以像傳統(tǒng)金屬材料進(jìn)行加工成型，無(wú)法發(fā)揮非晶合金的優(yōu)異性能，遠(yuǎn)不能滿足該類(lèi)材料的工程使用要求。因此，如何突破合金的材料尺寸及室溫脆性是該領(lǐng)域長(zhǎng)期面臨的“卡脖子”難題。

依賴于傳統(tǒng)試錯(cuò)法的成分探索理念為非晶合金的研究帶來(lái)了重要進(jìn)步，在此基礎(chǔ)上人們提出了多種判據(jù)和準(zhǔn)則來(lái)預(yù)測(cè)非晶合金形成能力和性能，包括約化轉(zhuǎn)變溫度、塊體非晶合金成分設(shè)計(jì)的三原則、非晶形成的混亂原則等。然而該方法花費(fèi)高、效率低，在海量復(fù)雜合金成分體系中探索非晶有很大弊端。

與成分探索思路不同，另一種解決合金材料尺寸及室溫脆性問(wèn)題的有效策略是發(fā)展非晶合金的制造成型新技術(shù)。選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)、激光帶材打印技術(shù)、熔絲制造技術(shù)、超聲制造、熱塑制造等先進(jìn)制造技術(shù)也為解決合金的尺寸及加工問(wèn)題提供了新的思路。深圳大學(xué)馬將教授團(tuán)隊(duì)與松山湖材料實(shí)驗(yàn)室/中科院物理所汪衛(wèi)華院士合作梳理撰寫(xiě)了非晶合金制造成型方向的研究進(jìn)展，發(fā)表于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Progress in Materials Science》上。

本文全面整合了非晶合金和非晶合金零器件制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，其內(nèi)容涵蓋了增材、等材和減材制造非晶合金及其連接和焊接工藝的一系列進(jìn)展。同時(shí)，綜合對(duì)比了以上多種加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺陷，評(píng)估了其加工過(guò)程對(duì)非晶合金性能和結(jié)構(gòu)的影響。本綜述旨在提出非晶合金制造成型理念，以通過(guò)“制造策略”突破傳統(tǒng)“快速凝固策略”中非晶合金中有限的玻璃形成能力和加工難題，為非晶合金領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供新的想法和思考，并深入探討總結(jié)目前非晶合金制造成型過(guò)程中的一些關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

非晶合金各種制造加工技術(shù)

非晶合金的快速凝固制備策略與先進(jìn)制造策略的對(duì)比

快速凝固：液體到固體；非晶制造策略：“以小制大”

該綜述以“Manufacturing of metallic glass components: Processes, structures and properties”為題在線發(fā)表于國(guó)際材料科學(xué)研究領(lǐng)域的頂級(jí)權(quán)威綜述性學(xué)術(shù)期刊Progress in Materials Science。深圳大學(xué)馬將教授為本文的通訊作者，Sajad Sohrabi副研究員為論文第一作者，松山湖材料實(shí)驗(yàn)室/中科院物理所汪衛(wèi)華院士對(duì)本論文提供了重要的指導(dǎo)。該工作獲得了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目（2019B030302010）、國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（52122105、52271150、52201185、52201186、52371160）、深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)（CJC20221008092730037、20220804091920001）和深圳大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)計(jì)劃（2023QNT001）的支持。