西安交通大学材料科学与工程学院黄平教授科研团队在《Journal of Non-Crystalline Solids》发表最新研究成果，成功研发出三维原子密度层析成像技术（3D-ACT），为定量表征金属玻璃的微观结构异质性和剪切转变区（STZ）提供了全新方法。该团队以 Al₉₀Sm₁₀金属玻璃为研究对象，通过分子动力学模拟结合 3D-ACT 技术，实现了原子尺度下局部原子堆积密度的高分辨率映射，精准识别出 ACT 值小于 9 的低密区域为潜在 STZ，并提取了 STZ 数量、簇尺寸、空间均匀性等关键参数，还基于这些参数与塑性指数的相关性构建了综合评价指数 I，实现了 STZ 网络结构的定量化评估。研究发现，1 K/ps 的中等冷却速率能让 Al₉₀Sm₁₀金属玻璃形成分布均匀、连接性适中的 STZ 网络，有效抑制剪切带的过早局部化，显著提升材料的宏观塑性和韧性，而过快或过慢的冷却速率则会导致 STZ 聚集或分散，损害材料变形稳定性。相较于传统的 Voronoi 多面体、全局自由体积等表征方法，3D-ACT 技术突破了难以捕捉 STZ 空间特征的瓶颈，可通过调整探针和网格参数适配各类非晶体系，为金属玻璃的微观结构设计和高韧性非晶材料研发提供了全新的技术工具和理论支撑，该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划等项目的支持。

论文题目：3D atomic density tomography: A novel approach to quantify microstructural heterogeneity and shear transformation zones of metallic glasses

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2026.124050