近日，我校精选在线赌博网站大全 万龙研究员团队在晶态/非晶态复合材料制备方面取得重要研究进展，研究成果以《搅拌摩擦沉积Al/Zr基非晶复合材料》（Additive friction stir deposition of Al/Zr-based bulk metallic glass composites）为题发表在《先进复合与混合材料》（Advanced Composites and Hybrid Materials）上。该成果为下一代可折叠手机铰链结构提供重要设计与制造方案。

铝合金轻质高强、易加工，是消费电子领域应用最广泛的金属材料之一，而金属玻璃（Bulk Metallic Glass，BMG）为长程无序的非晶结构，具有高强度、高弹性极限以及优异的耐磨、耐腐蚀性能。二者复合后，在高端轻量化与可靠零部件领域具有显著应用潜力。然而，晶态铝与非晶态金属玻璃存在原子尺度结构与热物理性能差异显著，在传统熔焊或铸造复合过程中，界面易形成脆硬的金属间化合物（Intermetallic compounds，IMCs）并伴随非晶晶化风险，导致界面结合强度低、稳定性差，制约其工程应用。针对这一挑战，团队基于自主研发的搅拌摩擦沉积（Additive friction stir deposition，AFSD）技术与装备，创新性地提出了一种具有宏观机械互锁和纳米多晶层的跨尺度界面结构的铝/锆基金属玻璃复合材料制备方法。研究证实，该方法能够在保持金属玻璃非晶稳定性的同时，显著提升界面承载能力，所制备的复合材料界面剪切强度达到187 MPa，较优化前提升65.5%，为下一代折叠手机铰链等关键轻量化部件提供了全新材料结构设计与制造方案。

微观机制和机理研究表明，AFSD沉积过程能够对BMG表面引入高比表面积与高能形核位点，并激活非晶结构无序向有序的原子重排，同时在铝侧产生积累大量位错，作为原子快扩散通道驱动铝与锆互扩散并生成纳米多晶层，其平均厚度仅为280 nm。不同于传统异种复合材料依赖IMCs层界面连接，该纳米多晶层具有高晶界密度、多相界面与随机取向等特征，能够促进裂纹偏转与能量耗散，缓解局部应力集中，从而实现更有效的载荷传递，使断裂模式由沿界面脆性剥离向铝侧韧性断裂转变，显著提高复合材料界面结合强度。

该项成果提出的跨尺度界面工程策略以宏观机械互锁和纳米多晶过渡层协同构筑为核心，兼顾载荷传递效率与裂纹扩展抑制能力，为突破晶态/非晶异种材料界面强度、韧性、稳定性难题提供了新的思路与解决方案。该策略不仅适用于铝/锆基金属玻璃体系，还对铝/钛、铝/镁、铝/铜、铝/钢等同样存在结构差异和连接难题的异种金属复合材料具有重要推广价值。未来，团队将进一步开展服役可靠性与复合材料体系扩展研究，推动AFSD在轻量化高可靠复合材料结构制造中的工程应用。

哈工大为论文第一通讯单位。博士生张泽宇为论文第一作者，万龙研究员为论文通讯作者。

论文链接：

//doi.org/10.1007/s42114-025-01587-5