20世紀(jì)80年代，美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)Poon研究組和日本東北大學(xué)Inoue研究組分別發(fā)現(xiàn)Al基合金可通過(guò)快速凝固技術(shù)形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。Al基非晶態(tài)合金及其部分結(jié)晶后形成的納米復(fù)合薄帶材料表現(xiàn)出非常高的比強(qiáng)度（5.2×105 Nmkg-1）及良好的塑性，被認(rèn)為是較具應(yīng)用前景的新一代非常高度度輕質(zhì)合金。然而，與Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比，Al基合金的玻璃形成能力較低，無(wú)法通過(guò)熔體澆鑄直接形成尺度大于1 mm的塊體材料。Al設(shè)立資金屬玻璃塊體材料的獲得主要依賴于粉末固結(jié)的途徑。探索具有高玻璃形成能力、可通過(guò)熔體直接澆鑄形成塊體材料的合金體系始終是人們追求的目標(biāo)。

    近年來(lái)，沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室王建強(qiáng)研究組與美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)馬恩教授合作，在科技部“973”計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)設(shè)立資金的資助下，在Al設(shè)立資金屬玻璃的結(jié)構(gòu)和玻璃形成能力等方面進(jìn)行了多年的研究探索，較近取得了重要進(jìn)展。他們?cè)贏l-TM（過(guò)渡金屬）-RE（稀土）為基礎(chǔ)的三元合金系中計(jì)算出兩種分別以TM和RE作為溶質(zhì)中心的原子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，通過(guò)團(tuán)簇致密堆垛結(jié)構(gòu)的耦合進(jìn)行了合金的成分設(shè)計(jì)，在Al-Ni-Co-Y-La五元合金體系中獲得了1 mm直徑的鋁設(shè)立資金屬玻璃棒材（鋁含量達(dá)86 at.%）。這是全部上初次報(bào)道通過(guò)熔體直接澆鑄制備出單一非晶相的鋁基塊體材料。通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)獲得了塊體材料的斷裂強(qiáng)度數(shù)據(jù)（比強(qiáng)度可達(dá)3.3´105 Nmkg-1），并觀察到了單一剪切帶控制的形變與斷裂機(jī)制。這些工作對(duì)于鋁基非晶態(tài)金屬材料的應(yīng)用具有重要的推進(jìn)作用。相關(guān)工作發(fā)表在《材料快報(bào)》上（見(jiàn)Scripta Materialia 61 (2009) 423-426）。