Kreuzer, Lucas. P und Yang, Fan und Evenson, Zachary und Holland-Moritz, Dirk und Bernasconi, Andrea und Hansen, Thomas C. und Blankenburg, Malte und Meyer, Andreas und Petry, W. (2024) Dynamical and structural properties of undercooled Cu-Ti melts investigated by neutron and x-ray diffraction. Physical Review B, 109, Seite 174108. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevB.109.174108. ISSN 2469-9950.
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Offizielle URL: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.109.174108
Kurzfassung
We investigate temperature-dependent dynamical and structural properties of Cu-Ti melts within a compositional range of 24-69 at.% Ti. Accurate data of viscosity, density, and structure have been obtained by employing the electrostatic levitation technique, which enables containerlessly processing of the samples. Within the Cu-Ti system, the viscosity features a nonmonotonous trend, with the melt of the highest viscosity located at the compositions with intermediate Ti contents. This compositional trend of the liquid dynamics is not reflected in the average packing fraction derived by the macroscopic density, which is almost independent of the Ti concentration. By studying the melt structure using x-ray and neutron diffraction, particularly the direct access of the concentration-concentration structure factor $S_{cc}$, we show that the slowdown of the melt dynamics upon mixing is rather due to chemical effects associated with the preferred formation of Cu-Ti pairs. This leads to a contraction of the interatomic distances, whereas the almost ideal mixing behavior in the molar volume of the melt is a result of the simultaneous decrease of the average coordination number.
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Dynamical and structural properties of undercooled Cu-Ti melts investigated by neutron and x-ray diffraction | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 9 Mai 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Physical Review B | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 109 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1103/PhysRevB.109.174108 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seite 174108 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Physical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2469-9950 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | liquid metals, melt viscosity, neutron and X-ray diffraction; electrostatic levitation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 - Materialdesign und neue Materialien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Materialphysik im Weltraum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Yang, Fan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 01 Jul 2024 09:43 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 01 Jul 2024 09:43 |
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