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Thermodynamic analysis and modeling of Pd-Ni-S bulk metallic glass-forming system

Rahimi Chegeni, Maryam und Ma, Wenhao und Riegler, Sascha Sebastian und Ghavimi, Amirhossein und Rohde, Magnus und Yang, Fan und Seifert, Hans Jürgen und Gallino, Isabella und Busch, Ralf (2025) Thermodynamic analysis and modeling of Pd-Ni-S bulk metallic glass-forming system. Acta Materialia, 294, Seite 121074. Elsevier. doi: 10.1016/j.actamat.2025.121074. ISSN 1359-6454.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645425003647?via%3Dihub

Kurzfassung

This study explores both experimental and computational aspects of the thermophysical properties of the novel ternary BMG-forming Pd-Ni-S system. Unlike more complex quinary BMG-formers, this ternary system's simplicity allows for applying the CALPHAD approach to model the underlying thermodynamics governing glass formation. Experimental investigations include quantifying specific heat capacity and studying crystallization across various compositions critical for generating essential input data. Using a two-state approach, initial modeling of the undercooled liquid and glass is conducted for individual elements and extended to the ternary system. Model predictions are validated against experimental findings and iteratively optimized. Using the parallel tangent method, the Gibbs free energy of crystalline and liquid phases at different compositions are calculated, providing a more accurate estimation of the nucleation driving force of the first forming phase compared to the conventional thermodynamic approach. These calculated driving forces are then used to model the isothermal Time-Temperature-Transformation (TTT) diagrams, and finally for the estimation of the interfacial energy between liquid and crystal during primary crystallization, which plays an important role in the glass-forming ability of this system. The experimental and calculated results are found to be compatible for near-eutectic compositions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214389/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Thermodynamic analysis and modeling of Pd-Ni-S bulk metallic glass-forming system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rahimi Chegeni, MaryamLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ma, WenhaoKarlsruhe Institute of Technology, Institute for Applied Materials - Applied Materials Physics (IAM-AWP), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riegler, Sascha SebastianLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghavimi, AmirhosseinLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rohde, MagnusKarlsruhe Institute of Technology, Institute for Applied Materials - Applied Materials Physics (IAM-AWP), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, FanFan.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seifert, Hans JürgenKarlsruhe Institute of Technology, Institute for Applied Materials - Applied Materials Physics (IAM-AWP), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gallino, IsabellaTechnical Univerisity of Berlin, Chair of Metallic Materials, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Busch, RalfLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 April 2025
Erschienen in:Acta Materialia
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:294
DOI:10.1016/j.actamat.2025.121074
Seitenbereich:Seite 121074
Verlag:Elsevier
ISSN:1359-6454
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Calphad modeling; Metallic glasses; Nucleation and growth; Fast differential scanning calorimetry; TTT diagram
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Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Yang, Fan
Hinterlegt am:03 Jun 2025 21:58
Letzte Änderung:03 Jun 2025 21:58

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