金属玻璃表现出许多有趣的特性和广阔的应用前景，已引起了广泛的研究关注。根据金属玻璃的断裂行为和断裂韧性，可将其分为韧性和脆性玻璃。韧性金属玻璃通常表现为剪切带为主的塑性变形和断裂行为，断裂韧性远高于10 MPa m^1/2。另一方面，“脆性”金属玻璃通常表现为开裂为主的破坏行为，断裂韧性值通常低于10 MPa m^1/2。不幸的是，许多高强度金属玻璃是脆性的，如Co基和Fe基金属玻璃。用宏观压缩法可以直接测量Co基金属玻璃的屈服强度。然而很多脆性金属玻璃压缩时在屈服之前就断裂了。那么这些脆性金属玻璃的屈服强度是多少呢？通过减小试样尺寸，脆性金属玻璃发生脆性-韧性转变，破坏模式由开裂转变为剪切带塑性变形，表明屈服行为发生在较小的试样中。金属玻璃在室温下的塑性屈服通常包含剪切带的萌生和扩展过程。内在屈服应力可能有两个物理意义:剪切带起始的临界应力和剪切带扩展的临界应力。

基于此，西北工业大学屈瑞涛教授和刘峰教授团队选择了块体Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2 金属玻璃作为“脆性”玻璃模型，发现其在宏观压缩下表现出开裂为主的破坏行为，而在微压缩试验中可以成功地获得了Fe基金属玻璃的屈服强度，比宏观断裂强度高了~ 33%。相关论文以题为“Yield strength of “brittle” metallic glass”发表在Journal of Materials Science & Technology上。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1005030223000762

图1采用FIB法加工典型铁基金属玻璃柱样品的几何形状。样品倾斜52°，以便更好地观察锥形圆柱几何形状。

图2铁基金属玻璃的典型名义应力-应变曲线。

图3 变形后的样品。

图4屈服应力和剪切带传播临界应力随试样直径的演化。

综上所述，作者发现在宏观压缩下“脆性”铁基金属玻璃断裂在屈服前表现为完全脆性，而在微观压缩试验中得到了屈服行为和剪切带调控的塑性变形。因此，“脆性”金属玻璃的屈服强度可以通过制约开裂来测定，例如通过使用微尺度样品来减少外部缺陷的可能数量和大小。如果将屈服强度定义为剪切带扩展的临界应力，则发现剪切带扩展的屈服强度远高于断裂强度。研究成果建立了“脆性”金属玻璃屈服强度与试样直径之间的联系，为了解非晶合金的性能提供了新的见解。（文：Keep real）