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Self-diffusion in single component liquid metals: a case study of mercury

Szabo, Sandro und Yang, Fan und Lohstroh, Wiebke und Petry, W. (2021) Self-diffusion in single component liquid metals: a case study of mercury. Journal of Physics - Condensed Matter, 33, Seite 375101. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1361-648X/ac0d83. ISSN 0953-8984.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1088/1361-648X/ac0d83

Kurzfassung

We report the temperature dependent atomic dynamics in mercury investigated with quasi-elastic neutron scattering between 240 and 350 K. The self-diffusivity follows an Arrhenius behavior over the entire investigated temperature range, with an activation energy of 41.8 ± 1.4 meV. The standard deviation is in the order of 5%, significantly more precise than previously reported measurements in the literature. Similar to alkali metal melts, the self-diffusion coefficient close to the melting point can be predicted with an effective atom radius of 1.37 Å. This shows a dominant contribution from the repulsive part of the interatomic potential to the mass transport. We observed deviations from the Stokes/Sutherland–Einstein relation and indications of an increasing collective nature of the dynamics with decreasing temperature. Thus, a transport mechanism of uncorrelated binary collisions cannot fully describe the temperature dependence of the self-diffusion.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144395/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Self-diffusion in single component liquid metals: a case study of mercury
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Szabo, SandroSandro.Szabo (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, FanFan.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lohstroh, WiebkeHeinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ), Technische Universität MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petry, W.TU MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Juli 2021
Erschienen in:Journal of Physics - Condensed Matter
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:33
DOI:10.1088/1361-648X/ac0d83
Seitenbereich:Seite 375101
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:0953-8984
Status:veröffentlicht
Stichwörter:self-diffusion, liquid metals, quasielastic neutron scattering
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Yang, Fan
Hinterlegt am:11 Okt 2021 08:51
Letzte Änderung:13 Jun 2023 14:53

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