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Short-range order and atomic dynamics of Ti75Ni25 melts

Wilden, Johanna und Holland-Moritz, Dirk und Yang, Fan und Neuber, Nico und Busch, Ralf und Voigtmann, Thomas und Hansen, T und Buslaps, Thomas und Meyer, Andreas (2026) Short-range order and atomic dynamics of Ti75Ni25 melts. Journal of Physics - Condensed Matter, 38 (11), Seite 115402. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1361-648X/ae4e77. ISSN 0953-8984.

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Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-648X/ae4e77

Kurzfassung

Preceding investigations on the atomic dynamics in melts of Ti75Ni25 revealed faster atomic dynamics as compared to that found in melts of Zr64Ni36 and Ni66.7B33.3, despite the fact that all these melts are characterized by similar packing fractions. In order to find a structural explanation for the different dynamic behavior, we have studied the short-range structure of stable and undercooled Ti75Ni25 melts. The melts were containerlessly processed under high-purity conditions by application of the electrostatic levitation technique. Partial structure factors of the liquid alloys have been determined by a combination of neutron diffraction (with isotopic substitution) and synchrotron x-ray diffraction. The studies reveal that Ti75Ni25 melts are characterized by a chemical short-range order, where heterogeneous Ti-Ni nearest neighbors are preferentially formed. This chemical short-range order, however, is less pronounced than the chemical short-range order reported for melts of Zr64Ni36 and Ni66.7B33.3. The less pronounced chemical short-range order may account for the faster atomic dynamics reported for liquid Ti75Ni25. For a further analysis of the structure-dynamics relationship the experimentally determined partial structure factors were used as an input for calculations in the framework of the mode coupling theory (MCT) of the glass transition. These reveal that the Ni self-diffusion is only slightly faster than the Ti selfdiffusion with a ratio of the self-diffusion coefficients DNi/DTi ≈ 1.2. Moreover, the Onsager coefficients calculated by MCT are in good agreement with those estimated by use of Darken’s equation indicating that cross-correlation effects are negligible when describing the interdiffusion in liquid Ti75Ni25.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223659/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Short-range order and atomic dynamics of Ti75Ni25 melts
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wilden, JohannaJohanna.Wilden (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holland-Moritz, DirkDirk.Holland-Moritz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yang, FanFan.Yang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Neuber, NicoLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Busch, RalfLehrstuhl fur metallische Werkstoffe, Universität des SaarlandesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1261-9295NICHT SPEZIFIZIERT
Hansen, TInstitute Laue-Langevin (ILL), 38042 Grenoble, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buslaps, ThomasEuropean Synchrotron Radiation FacilityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, AndreasAndreas.Meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 März 2026
Erschienen in:Journal of Physics - Condensed Matter
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:38
DOI:10.1088/1361-648X/ae4e77
Seitenbereich:Seite 115402
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:0953-8984
Status:veröffentlicht
Stichwörter:short-range order of liquids, atomic dynamics, neutron diffraction, x-ray diffraction
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Metallische Werkstoffe und Prozesse
Hinterlegt von: Holland-Moritz, Dr.rer.nat. Dirk
Hinterlegt am:27 Mär 2026 10:04
Letzte Änderung:27 Mär 2026 10:04

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