近日，余家欣教授课题组在材料科学领域取得新进展，相关成果以“Shear-banding dynamic and self-repair mechanism of CuZr metallic glass subjected to cyclic nanoindentation: Experiment and molecular dynamic simulation”为题发表在国际高质量期刊《Applied Surface Science》(IF=6.3)上，该成果报道了金属玻璃在循环压痕下的剪切带动力学行为和自修复机制。博士研究生王驰作为论文的第一作者，余家欣教授和赖建平副教授为通讯作者，西南科技大学为该成果的第一完成单位，该研究得到了国家自然科学基金、四川省科学技术厅创新群体研究项目和科教联合基金等项目资助。

金属玻璃在循环应力和应变波动的外界作用下，容易形成高度局域化的剪切带（SBs），从而导致材料灾难性破坏。剪切带的形成和演化是金属玻璃塑性变形的主要机制，对于提高金属玻璃的广泛应用至关重要。在循环加载下，金属玻璃中的剪切带如何形成、发展以及是否具有自修复能力，至今在学术界还不清楚。

在这项研究中，将广泛用于研究剪切带动力学的STZ-vortex模型得到了进一步扩展，研究人员通过耦合STZ-涡旋模型和以梯度原子堆叠结构定义的中程有序（MRO）团簇，将原子旋涡中的特殊的正二十面体短程序团簇拓展到广泛存在于非晶结构中的类固体中程序团簇。利用改进的STZ-vortex模型，本工作详细描述了循环加载诱导的独特的自修复行为，即循环加载诱导了以类固体为主的原子旋涡，在涡流运动下原子倾向于向低势能域流动。该研究通过跟踪剪切带内部的中程序团簇演变，发现了稳定堆积的类固体团簇占比从11.0%增加到15.6%，同时稳定的面心连接的中程序团簇从16.4%增加到21.8%，这些结果为中程序结构在“自修复”行为中的稳定转变提供了证据。这些发现加深了我们对 MGs 循环变形过程中的结构演变和塑性事件的理解。