非晶合金因其长程无序的原子结构，兼具高强度、高弹性极限和优异的软磁性能，被视为电力电子和高效电机领域极具潜力的先进材料。然而，这种无序结构也带来一个根本性难题：缺乏周期性原子排列意味着传统晶体材料中用来“看见”和“统计”缺陷的方法在非晶合金中几乎失效。非晶合金中难以探测的微观缺陷却对宏观形变行为有着决定性影响——这一矛盾长期制约着非晶合金的工程应用。

　　近日，北京凝聚态物理国家研究中心/中国科学院物理研究所、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院东莞材料科学与工程研究所在这一难题上深度合作并取得重要突破。联合团队在室温下对甩带非晶合金薄带施加阶梯式拉伸蠕变载荷，观察到反常的“先降后升”现象：低应力下，应力逐级增加，蠕变应变反而减小；应力较高后，应变才重新随应力增长（见图）。循环蠕变中仅首次加载—卸载表现出慢速回复，后续循环应变可逆。该行为经退火后完全消失，且无显著弛豫焓变化；分子动力学模拟证实并揭示低、高应力下原子非仿射响应的差异。这些证据表明，薄带制备时快速淬火“冻结”了有限数量的剪切转变区（STZs）：低应力下它们被逐步激活并耗尽，使应变随应力增加而减小；耗尽后，应力激活的新STZs主导变形，应变重新上升。两类STZs共同决定非晶合金室温蠕变响应。

　　这项工作将带材室温蠕变与制备历史（淬火速率、是否退火）和加载方向关联起来。软磁薄带的一个核心矛盾是：退火是优化软磁性能的必要步骤，但退火带材弯曲时极易脆断。本研究表明，退火消除了淬火冻结STZs，使低应力黏弹性缓冲机制不复存在，削弱了材料“柔性耗散”能力，为理解退火致脆提供微观视角。同时，低应力蠕变受淬火STZs控制且具方向依赖性，意味着淬火STZs的数量和取向差异可能决定铸态条带冲裁加工表现。研究提出的“取向依赖的Schmid类黏弹性蠕变”框架，为加工稳定性评估提供了更可靠工具。非晶合金软磁应用已商业化，Fe基非晶/纳米晶铁芯电机已用于电动汽车；理解并控制带材制造和使用中的力学行为，不仅是学术问题，更是产业竞争力关键。该工作将力学行为从“经验调控”推向“缺陷工程”：通过调控制备和热处理裁剪STZ种群，有望在软磁性能与力学可靠性之间实现精准平衡。

　　最近，该研究成果以“Quenched-in shear transformation zones and Schmid-like visco-elastic creep in metallic glass”为题发表在《Nature Communications》。中国科学院物理研究所博士生陈宇、罗新宇和丁欣雨为共同第一作者。中国科学院宁波材料科学与工程研究所刘松灵博士（物理所毕业博士）和中国科学院物理研究所孙永昊副研究员为共同通讯作者。中国科学院东莞材料科学与工程研究所的汪卫华院士为文章的合作者。该工作得到国家自然科学基金项目（92580120、52471188）资助。

图. 铸态非晶合金条带的阶梯式拉伸蠕变响应