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On the relationship between short-range structure and atomic dynamics in melts of glass-forming metallic alloys

Holland-Moritz, Dirk und Nowak, Benedikt und Yang, Fan und Voigtmann, Thomas und Hansen, Thomas und Evenson, Zachary und Meyer, Andreas (2019) On the relationship between short-range structure and atomic dynamics in melts of glass-forming metallic alloys. 17th International Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM-17), 2019-08-26 - 2019-08-30, Lyon, Frankreich.

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Kurzfassung

Despite considerable research effort, the mechanisms of glass-formation are not well understood on the atomic length and time scale. In this work results of studies on the short-range order and on the atomic dynamics in different stable and undercooled glass-forming metallic melts are presented. In order to undercool the melts deeply below the melting temperature and to avoid chemical reactions of the melts with crucible materials, the samples are containerlessly processed using the electromagnetic or the electrostatic levitation technique. For different glass-forming melts of Zr-Ni and Hf-Ni alloys full sets of partial structure factors were determined by neutron diffraction combined with an isotopic substitution technique [1,2], while Ni and Hf self-diffusion coefficients were measured as a function of temperature by quasielastic neutron scattering [2,3]. Similar as recently reported for Zr36Ni64 [4], a decoupling of the diffusion coefficients of the alloy components is observed for Hf35Ni65, showing that Ni diffuses faster than Hf. The relationship between short-range structure and atomic dynamics is discussed within the mode coupling theory. For ternary Hf10Zr25Ni65 melts pronounced deviations of the temperature dependence of the atomic dynamics from an Arrhenius behavior are observed, while the atomic dynamics can be accurately described by the scaling law of mode-coupling theory (MCT) with almost equal parameters for the self-diffusion and the viscosity [5]. Although the measured overall packing fraction remains almost unchanged, the dynamics in Hf10Zr25Ni65 are slower compared to Zr36Ni64. This corresponds also to a higher critical temperature Tc and might be induced by different chemical interactions in the melts. References: [1] B. Nowak, D. Holland-Moritz, F. Yang, Th. Voigtmann, et al., Physical Review Materials 1, 025603 (2017). [2] B. Nowak, D. Holland-Moritz, F. Yang, Th. Voigtmann, et al., Phys. Rev. B 96, 054201 (2017). [3] D. Holland-Moritz, S. Stüber, H. Hartmann, T. Unruh, and A. Meyer, J. Phys. Conf. Ser. 144, 012119 (2009). [4] S. W. Basuki, F. Yang, E. Gill, K. Rätzke, A. Meyer, and F. Faupel, Phys. Rev. B 95, 024301 (2017). [5] B. Nowak, D. Holland-Moritz, F. Yang, Z. Evenson, and A. Meyer, Phys. Rev. B 97, 094202 (2018).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186135/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:On the relationship between short-range structure and atomic dynamics in melts of glass-forming metallic alloys
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Holland-Moritz, DirkDirk.Holland-Moritz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nowak, BenediktBenedikt.Nowak (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, FanFan.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hansen, Thomashansen (at) ill.euNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Evenson, ZacharyZachary.Evenson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, AndreasAndreas.Meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nahordnung in Schmelzen, Atomare Dynamik von Schmelzen, Glasbildende Schmelzen
Veranstaltungstitel:17th International Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM-17)
Veranstaltungsort:Lyon, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:26 August 2019
Veranstaltungsende:30 August 2019
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
Hinterlegt von: Holland-Moritz, Dr.rer.nat. Dirk
Hinterlegt am:19 Apr 2022 08:45
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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