室温塑性较差限制了金属玻璃的工程应用，而引入多孔在保留其强度的同时，大大提高了塑性，这使得多孔金属玻璃在工程实际应用中具有巨大潜力。多孔金属玻璃力学性能受其孔状结构形状控制。

来自西安交通大学的沙振东教授团队最新研究表明，多孔金属玻璃的变形行为受控于孔状结构。在众多孔状模型中，手性结构表现出最大的杨氏模量。相关论文以题为“Tuning the mechanical properties of cellular metallic glasses”发表在International Journal of Plasticity上。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S074964192200153X

总的来说，多孔金属玻璃几何结构与其力学性能之间的关联是多孔金属玻璃研究领域中亟需解决的重要问题之一。本文采用准静态压缩有限元分析方法，研究了不同孔状结构(包括随机孔状结构、蜂窝结构、手状结构和BCC晶格结构)的多孔金属玻璃的力学性能和变形机制。

本文结果表明，多孔金属玻璃的结构特征对其力学性能有较大影响，增大孔隙度梯度会降低随机孔状结构金属玻璃的屈服强度和杨氏模量。蜂窝结构、手状结构和BCC晶格结构的多孔金属玻璃都具有可观的屈服强度，但杨氏模量相差较大。应变软化行为导致周期性孔状结构金属玻璃的能量吸收能力弱于随机状结构。从能量吸收效率和理想效率来看，蜂窝结构金属玻璃和均匀多孔金属玻璃具有最为优异的吸能性能。同时本文结果进一步表明，不同孔状结构金属玻璃表现出不同的变形行为，通过改变孔状结构可以获得更高的屈服强度、杨氏模量、能量吸收能力和不同的变形行为。本文的研究结果促进了孔金属玻璃材料和多孔金属玻璃基复合材料的设计和开发。（文：Keep real。）

图1. 相同孔隙率和宽度的多孔金属玻璃几何模型: a) 均匀随机孔状结构; b)随机孔状结构，孔隙度梯度为5%; c) 随机孔状结构，孔隙度梯度为8%; d)蜂窝结构; e)手状结构; f) BCC晶格结构。

图2. 准静态压缩测试条件下固定孔隙率为80%的不同孔状金属玻璃的应力-应变曲线： a)随机孔状; b)周期孔状结构。

图3. 不同孔状金属玻璃的能量吸收效率-应变曲线。

图4. 不同孔状金属玻璃的能量吸收能力-应变曲线。

图5. 不同孔状金属玻璃能量吸收效率-应变曲线: a)能量吸收效率; b)理想能量吸收效率。

图6. 随机孔状模型的变形过程: a)均匀孔隙率; b) 5%孔隙度梯度; c) 8%孔隙度梯度。