铁基非晶合金是一类结构长程无序的亚稳态金属材料，具有高强度、耐磨、耐腐蚀和优异的软磁性能，在电力电子、航空航天、军事装备及医疗器械等领域有广泛的应用价值。然而，由于非晶形成能力和常规制备技术的局限，复杂形状的非晶合金器件难以制备，大大阻碍和制约其推广应用。激光选区熔化（增材制造）能实现微小体积材料的快速加热和冷却，通过参数优化可对凝固相组织调控，从而提升构件品质，为复杂形状非晶合金制备带来深刻变革。然而，激光选区熔化不可避免带来较大的温度梯度和复杂的热波动，容易引起非晶合金的晶化，晶化的抑制决定非晶合金激光选区熔化的成败，对其晶化机理的理解至关重要。

题组硕士研究生江琦、张月在导师刘海顺教授指导下，利用分子动力学模拟，研究了FeNi及CuZr非晶合金激光选区熔化中团簇及微观结构随扫描参数的变化，探讨了其在原子尺度下的晶化机理。研究发现：低扫描速度下，BCC 多面体 <0,6,0,8>、 <0,5,2,6>及BCC键对1661、1441的显著增加与样品严重晶化对应；较低的激光能量密度抑制缺陷BCC向完美BCC结构的转变，从而减弱晶化趋势；相比激光功率，较高的扫描速度更能有效提高温度变化速率，促进完美ICO结构形成及抑制BCC，HCP和FCC晶相出现。该研究对揭示非晶合金3D打印过程的晶化机理、获得完全非晶的打印器件、推动非晶合金增材制造技术发展具有重要意义。

研究成果分别以系列研究论文和综述发表在制造及材料领域知名期刊Additive Manufacturing (工程技术类TOP期刊，中科院一区, 影响因子10.998)、Physical Chemistry Chemical Physics、Computational Materials Science等期刊上。研究合作单位还有澳大利亚新南威尔士大学、澳大利亚国立大学、中科院宁波材料研究所，研究工作得到徐州市重点研发计划 (KC17015)、国家自然科学基金重点项目(51631003)及江苏省自然科学基金面上项目(BK20191338)资助。

(论文链接: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101369、10.1016/j.addma.2020.101568、 10.1039/c9cp02181g、   10.1016/j.commatsci.2018.03.072 )