Tg och Tx i Mg–Cu–Y. a, c Sammansättningskartor fastställda genom FIM:Värdena varierar jämnt och korrelerar med de rena elementets smälttemperaturer. b, d Validering genom jämförelse med litteraturvärden Tg,Lit och Tx,Lit :Våra FIM-värden korrelerar starkt med DSC-baserade litteraturvärden, vilket bekräftar att FIM ger kvalitativt och kvantitativt tillförlitliga data. Tx värdena är systematiskt lägre med ~10 °C, vilket indikerar ett minskat kristallisationsmotstånd i filmen. Notera:I fig. 3 och 4 representerar svarta stjärnor bulkglasbildande kompositioner. Triangelmarkörer (nära den mellersta stjärnan) representerar kurvor i Fig. 2.c.4. Uppsättningar av tillgängliga sammansättningskartpunkter kan skilja sig åt. Till exempel är vissa punkter tillgängliga vid höga Y-koncentrationer i (a) inte tillgängliga i (c). Här spricker de expanderande filmerna innan de når Tx . Kredit:Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-31314-3
Vätskans bräcklighet – det vill säga hur en vätskas flytbarhet förändras med temperaturen – har länge ansetts vara en nyckelfaktor för att förstå vätskor och även hur de formas till glas. Ett tillförlitligt sätt att mäta bräcklighet i vätskor har dock varit svårfångade. Nu har ett team av forskare utvecklat ett bättre sätt att fastställa denna kritiska egenskap.
Resultaten publiceras i Nature Communications .
I labbet hos Jan Schroers, professor i maskinteknik och materialvetenskap, utvecklade forskarna en metod som de kallar filminflationsmetoden (FIM) som mäter bräckligheten hos ett brett spektrum av metalliska glasbildande vätskor. Genom att göra det fick forskarna inte bara en tydligare uppfattning om vätskornas egenskaper, utan det motsäger också ett länge hållet antagande på området att en låg bräcklighet är bättre för bildandet av metallglas, ett material som är starkare än t.o.m. de bästa metallerna, men med plastens smidighet. Dessa material har sina egenskaper tack vare sina unika atomstrukturer:när metallglas svalnar från en vätska till en fast substans, sätter deras atomer sig i ett slumpmässigt arrangemang och kristalliserar inte som traditionella metaller gör.
Schroers sa att metoden är ett "stort steg mot" att ta reda på den knepiga fysiken hos metalliskt glas. Den flytande delen av bildningsprocessen är särskilt förvirrande.
"Det flytande tillståndet är det svåraste tillståndet för oss att förstå, att mäta," sa han. "I princip allt är känt om fasta ämnen, hur atomerna ordnar sig, och vi kan beräkna allt på en dator - du behöver nästan inte göra experiment längre. Gas är också väldigt lätt, eftersom atomerna är så långt ifrån varandra , de interagerar inte riktigt. Flytande, som tillstånd vet vi nästan ingenting om det."
Det kan förändras med den nya metoden, som Schroers utvecklade tillsammans med Sebastian Kube, en före detta Ph.D. student i sitt labb och huvudförfattare till studien.
"Detta tillåter oss att utöka teorierna om glasbildning, som är en av de största mystiska i fysiken," sa han. + Utforska vidare
