金属玻璃（MGs），也称为非晶合金，是一种具有短程有序和长程无序特性的非晶材料[[1], [2], [3], [4]]。它们处于一个能量复杂的亚稳态中，存在许多局部最小值和分布的能量障碍[[5], [6], [7]]。这导致了显著的空间和时间异质性[[8], [9], [10]]，表现为类似固体和类似液体的原子区域对外部刺激的不同响应[7,11,12]。这种异质性决定了它们独特的热学和力学行为，包括多种松弛模式[[13], [14], [15], [16]]以及在加载下的独特时间依赖性流变响应[[17], [18], [19], [20], [21], [22]]。玻璃材料中的一个核心现象是物理老化[[23], [24], [25], [26]]，即材料属性逐渐变化，硬度增加而塑性降低，因为结构状态逐渐过渡到更深的能量最小值[27,28]。由于能量障碍和松弛时间的广泛谱，老化表现出非线性和非指数特性[[29], [30], [31], [32], [33]]。要完全理解松弛动力学，需要考虑结构异质性和动力学响应。
玻璃材料在外部刺激下表现出几种典型的动态响应，包括蠕变和应力松弛[1,[34], [35], [36]]。其中，蠕变变形是指玻璃在恒定应力下发生变形，并监测其应变演变，这已被广泛用于阐明MGs的动态特性[37]。先前的研究表明，蠕变可以激活不同空间尺度的变形事件，这反映在动态等待时间的统计和蠕变过程中的雪崩动力学中，其中应力和温度起着特别重要的作用[[38], [39], [40], [41]]。同时，作为蠕变变形的补充，应力松弛（即在恒定应变下应力的衰减）提供了对玻璃系统非平衡松弛动力学的直接探测[29,42,43]。它直接将宏观粘弹性行为与原子尺度上的迁移性联系起来，使得能够详细分析不同时间、温度和结构状态下的松弛谱[[44], [45], [46]]。更重要的是，一旦施加的应变固定，随后的应力衰减主要由内部结构重排和热激活的原子迁移性控制，而不是由持续的变形或加载控制。从这个意义上说，应力松弛特别适合探测MGs的固有、近乎自发的松弛行为。它还对松弛时间的分布非常敏感，可以分辨出在广泛的时间和温度窗口内的不同松弛通道。虽然早期研究集中在热老化上，但最近的工作表明，机械扰动，特别是循环加载，会促进结构重排，从而可能以不同的方式改变结构状态[42,[47], [48], [49], [50]]。因此，循环加载提供了一种有效的方法来阐明热力和机械力如何共同驱动玻璃系统的非平衡动力学[31,[51], [52], [53]]。然而，尽管有越来越多的证据表明亚退火和循环加载可以显著改变结构状态，但它们对应力松弛动力学的耦合影响仍不够清楚。大多数先前的研究分别处理了热老化和机械扰动，尚未解决这两个因素如何共同控制松弛时间的演化、激活障碍和局部异质性，以及高温下的循环加载是否会导致恢复、加速老化或路径依赖性响应[29,35,[54], [55], [56], [57], [58], [59]]。
在这项研究中，我们研究了Cu46Zr46Al8 MG在循环加载和亚退火下的应力松弛行为。通过结合循环应力松弛实验、量热表征、光谱分析和原子模拟，我们发现热退火和重复加载都逐渐减缓了松弛过程，并使玻璃向更稳定的状态发展，同时增强了动态异质性。为了解释这些变化，我们进一步引入了耦合模型（CM）[60]，在该模型中，相邻结构单元之间的更强动态约束使松弛谱向更长的时间和更高的有效激活障碍偏移。在这个框架内，我们澄清了在当前条件下循环加载导致的是加速老化而非恢复，因为具有固有长松弛时间的变形激活单元无法在可用的恢复间隔内完全恢复。从实际角度来看，观察到的历史依赖性可能为金属玻璃的结构稳定性和原子迁移性如何响应不同的服役条件提供有用的见解。特别是，通过选择合适的退火条件和循环加载协议，可以改变时间依赖性响应，如应力松弛抵抗、蠕变和尺寸稳定性以及循环热机械环境下的整体可靠性，这反过来激励了针对性能调整的更深入、基于路径的松弛过程探索。
