Nahordnung in binären glasbildenden Legierungsschmelzen

Abstract

In dieser Arbeit werden Untersuchungen zur Nahordnung unterschiedlicher binärer glasbildender Legierungsschmelzen durch elastische Neutronenstreuung und Beugung von Synchrotronstrahlung vorgestellt. Um die Schmelzen im für die Glasbildung besonders interessanten metastabilen Regime der unterkühlten Schmelze studieren zu können und um chemische Reaktionen der Schmelzen mit Tiegelmaterialien zu vermeiden, werden die Proben tiegelfrei unter Anwendung der elektrostatischen- und der elektromagnetischen Levitationstechnik prozessiert. Während sich die meisten anderen Arbeiten zur Nahordnung glasbildender Schmelzen auf die Messung totaler Strukturfaktoren beschränken, wurden hier partielle Strukturfaktoren bestimmt. Für Zr64Ni36 und Ni59.5Nb40.5 Schmelzen wurde der komplette Satz partieller Strukturfaktoren durch Neutronenstreuung unter Anwendung der Isotopensubstitutionstechnik bestimmt. Für Zr2Cu, Zr50Cu50, Zr7Cu10 und Zr2Pd Schmelzen erlaubte die Kombination von Neutronenstreuung mit der Beugung von Synchrotronstrahlung die Bestimmung guter Näherungen der zwei partiellen Bhatia-Thornton Strukturfaktoren S_NN und S_NC sowie für Zr74Co26 der partiellen Faber-Ziman Strukturfaktoren S_ZrZr und S_ZrCo. Die untersuchten glasbildenden Schmelzen zeichnen sich durch große Werte der nächste Nachbar Koordninationszahlen im Bereich von 13.6 ≤ Z_NN ≤ 14.3 aus. Dies steht im Widerspruch zu Vermutungen, dass eine ikosaedrische Nahordnung eine entscheidende Rolle bei der Glasbildung spielt.