Новые представления о природе образования металлических стёкол, их структурной релаксации и кристаллизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Последовательно излагается альтернативная концепция формирования дефектной структуры и свойств металлических стёкол — межузельная теория (МТ), получившая значительное развитие в последние несколько лет. Описаны предпосылки возникновения и базовые положения МТ. Рассмотрены экспериментальные данные, связанные с оценкой адекватности её главных гипотез. Детально проанализирована многосторонняя связь между релаксацией сдвиговой упругости и тепловыми явлениями при разных видах термической обработки металлических стёкол. Показано, что экспериментальные данные могут быть хорошо описаны в рамках простого математического формализма МТ. Важнейшим результатом МТ является адекватное описание избыточных термодинамических потенциалов металлических стёкол. Рассмотрены проблемы и пути дальнейшего совершенствования МТ.

Об авторах

Николай Павлович Кобелев

Институт физики твердого тела Российской академии наук

Email: kobelev@issp.ac.ru
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Виталий Александрович Хоник

Воронежский государственный педагогический университет

Email: v.a.khonik@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8476-4395
доктор физико-математических наук, профессор

Список литературы

  1. Falk M. L., Langer J. S., Phys. Rev. E, 57 (1998), 7192
  2. Spaepen F., Scr. Mater., 54 (2006), 363
  3. Miracle D. B., Acta Mater., 54 (2006), 4317
  4. Miracle D. B. et al., MRS Bull., 32 (2007), 629
  5. Cheng Y. Q., Ma E., Prog. Mater. Sci., 56 (2011), 379
  6. Egami T., Prog. Mater. Sci., 56 (2011), 637
  7. Peng H. L., Li M. Z., Wang W. H., Phys. Rev. Lett., 106 (2011), 135503
  8. Wang D. P. et al., J. Appl. Phys., 114 (2013), 173505
  9. Zhang H. et al., J. Chem. Phys., 142 (2015), 164506
  10. Fan H. et al., Mater. Horiz., 8 (2021), 2359
  11. Richard D. et al., Phys. Rev. Lett., 126 (2021), 015501
  12. Zanotto E. D., Mauro J. C., J. Non-Cryst. Solids, 471 (2017), 490
  13. Chen J., Zhao J., Cheng Y., Philos. Mag., 100 (2020), 2938
  14. Granato A. V., Phys. Rev. Lett., 68 (1992), 974
  15. Granato A. V., Eur. Phys. J. B, 87 (2014), 18
  16. Кончаков Р. А. и др., Письма в ЖЭТФ, 109 (2019), 473
  17. Robrock K.-H., Mechanical Relaxation of Interstitials in Irradiated Metals, Springer-Verlag, Berlin, 1989
  18. Schilling W., J. Nucl. Mater., 216 (1994), 45
  19. Wolfer W. G., Comprehensive Nuclear Materials (Ed. R J M Konings), v. 1, Sect. Eds T. R. Allen, R. E. Stoller, S. Yamanaka, Elsevier, Amsterdam, 2012, 1–45
  20. Ma P.-W., Dudarev S. L., Phys. Rev. Mater., 3 (2019), 043606
  21. Nowick A. S., Berry B. S., Anelastic Relaxation in Crystalline Solids, Materials Science Ser., 1, Academic Press, New York, 1972
  22. Holder J., Granato A. V., Rehn L. E., Phys. Rev. Lett., 32 (1974), 1054
  23. Rehn L. E. et al., Phys. Rev., 10 (1974), 349
  24. Granato A. V., Metall. Mater. Trans. A, 29 (1998), 1837
  25. Born M., J. Chem. Phys., 7 (1939), 591
  26. Dederichs P. H. et al., J. Nucl. Mater., 69–70 (1978), 176
  27. Nordlund K., Averback R. S., Phys. Rev. Lett., 80 (1998), 4201
  28. Khonik V., Kobelev N., Metals, 9 (2019), 605
  29. Кобелев Н. П., Хоник В. А., ЖЭТФ, 153 (2018), 409
  30. Gottstein G., Physical Foundations of Materials Science, Springer, Berlin, 2004
  31. Nordlund K. et al., Europhys. Lett., 71 (2005), 625
  32. Кончаков Р. А. и др., Письма в ЖЭТФ, 113 (2021), 341
  33. Kobelev N. P., Khonik V. A., J. Non-Cryst. Solids, 427 (2015), 184
  34. Makarov A. S. et al., Intermetallics, 87 (2017), 1
  35. Safonova E. V. et al., J. Phys. Condens. Matter, 28 (2016), 215401
  36. Гончарова Е. В. и др., Письма в ЖЭТФ, 106 (2017), 39
  37. Gordon C. A., Granato A. V., Mater. Sci. Eng. A, 370 (2004), 83
  38. Granato A. V., J. Non-Cryst. Solids, 307 (2002), 376
  39. Granato A. V., J. Non-Cryst. Solids, 352 (2006), 4821
  40. Сафонова Е. В. и др., Письма в ЖЭТФ, 103 (2016), 861
  41. Zener C., J. Appl. Phys., 22 (1951), 372
  42. Holder J., Granato A. V., Phys. Rev., 182 (1969), 729
  43. Dyre J. C., Phys. Rev. B, 75 (2007), 092102
  44. Granato A. V., Mater. Sci. Eng. A, 521–522 (2009), 6
  45. Кретова М. А., Кончаков Р. А., Кобелев Н. П., Хоник В. А., Письма в, 111 (2020), 806
  46. Granato A. V., J. Non-Cryst. Solids, 156–158 (1993), 402
  47. Donati C. et al., Phys. Rev. Lett., 80 (1998), 2338
  48. Pazmiño Betancourt B. A., Douglas J. F., Starr F. W., J. Chem. Phys., 140 (2014), 204509
  49. Zhang H. et al., J. Chem. Phys., 154 (2021), 084505
  50. Oligschleger C., Schober H. R., Solid State Commun., 93 (1995), 1031
  51. Oligschleger C., Shober H. R., Phys. Rev. B, 59 (1999), 811
  52. Goncharova E. V. et al., J. Phys. Condens. Matter, 29 (2017), 305701
  53. Brink T., Koch L., Albe K., Phys. Rev. B, 94 (2016), 224203
  54. Kobelev N. P. et al., J. Appl. Phys., 115 (2014), 033513
  55. Кончаков Р. А. и др., Письма в ЖЭТФ, 115 (2022), 308
  56. Mitrofanov Y. P. et al., Sci. Rep., 6 (2016), 23026
  57. Khonik S. V. et al., Phys. Rev. Lett., 100 (2008), 065501
  58. Afonin G. V. et al., J. Non-Cryst. Solids, 580 (2022), 121406
  59. Makarov A. S. et al., Scr. Mater., 168 (2019), 10
  60. Макаров А. C. и др., ЖЭТФ, 161 (2022), 373
  61. Makarov A. S. et al., J. Non-Cryst. Solids, 558 (2021), 120672
  62. Makarov A. S. et al., J. Non-Cryst. Solids, 500 (2018), 129
  63. Mitrofanov Yu. P. et al., Intermetallics, 101 (2018), 116
  64. Wang W. H., Prog. Mater. Sci., 57 (2012), 487
  65. Gordon C. A., Granato A. V., Simmons R. O., J. Non-Cryst. Solids, 205–207 (1996), 216
  66. Goncharova E. V. et al., J. Non-Cryst. Solids, 471 (2017), 396
  67. Makarov A. S. et al., J. Non-Cryst. Solids, 521 (2019), 119474
  68. Makarov A. S. et al., J. Phys. Condens. Matter, 32 (2020), 495701
  69. Mitrofanov Yu. P., Kobelev N. P., Khonik V. A., J. Non-Cryst. Solids, 497 (2018), 48
  70. Nemilov S. V., J. Non-Cryst. Solids, 353 (2007), 4613
  71. Angell C. A., J. Phys. Chem. Solids, 49 (1988), 863
  72. Angell C. A., J. Non-Cryst. Solids, 131–133 (1991), 13
  73. Angell C. A., Science, 267 (1995), 1924
  74. Makarov A. S. et al., J. Phys. Condens. Matter, 33 (2021), 275701
  75. Dyre J. C., Rev. Mod. Phys., 78 (2006), 953
  76. Dyre J. C., Olsen N. B., Christensen T., Phys. Rev. B, 53 (1996), 2171
  77. Granato A. V., Khonik V. A., Phys. Rev. Lett., 93 (2004), 155502
  78. Nemilov S. V., Glass Phys. Chem., 21 (1995), 91
  79. Trachenko K., Brazhkin V. V., Sci. Adv., 6 (2020), eaba3747
  80. Sastry S., Nature, 409 (2001), 164
  81. Ohsaka K. et al., Appl. Phys. Lett., 62 (1993), 2319
  82. Busch R., Liu W., Johnson W. L., J. Appl. Phys., 83 (1998), 4134
  83. Jiang H.-R. et al., J. Alloys Compd., 844 (2020), 156126
  84. Schawe J. E. K., Pogatscher S., Löffler J. F., Thermochim. Acta, 685 (2020), 178518
  85. Makarov A. S. et al., J. Phys. Condens. Matter, 33 (2021), 435701
  86. Макаров А. С. и др., Письма в ЖЭТФ, 115 (2022), 110
  87. Afonin G. V. et al., Acta Mater., 115 (2016), 204
  88. Phillips W. A. (Ed.), Amorphous Solids: Low-Temperature Properties, Topics in Current Physics, 24, Springer-Verlag, Berlin, 1981
  89. Gil L. et al., Phys. Rev. Lett., 70 (1993), 182
  90. Li Y. et al., Phys. Rev. B, 74 (2006), 052201
  91. Zorn R., Physics, 4 (2011), 44
  92. Mitrofanov Yu. P. et al., Phys. Status Solidi RRL, 13 (2019), 1900046
  93. Makarov A. et al., Intermetallics, 141 (2022), 107422
  94. Vasiliev A. N. et al., Phys. Rev. B, 80 (2009), 172102
  95. Granato A. V., Physica B, 219–220 (1996), 270
  96. Khonik V. A. et al., Phys. Status Solidi RRL, 12 (2018), 1700412
  97. Ingle K. W., Perrin R. C., Schober H. R., J. Phys. F, 11 (1981), 1161
  98. Miracle D. B., Greer A. L., Kelton K. F., J. Non-Cryst. Solids, 354 (2008), 4049
  99. Hirata A. et al., Science, 341 (2013), 376
  100. Zhu F. et al., Phys. Rev. Lett., 119 (2017), 215501
  101. Konchakov R. A. et al., J. Phys. Condens. Matter, 31 (2019), 385703
  102. Митрофанов Ю. П., Кобелев Н. П., Хоник В. А., ФТТ, 61 (2019), 1040
  103. Makarov A. S. et al., Intermetallics, 125 (2020), 106910
  104. Afonin G. V. et al., Scr. Mater., 166 (2019), 6
  105. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, т. 1, Наука, М., 1976
  106. Makarov A. S. et al., J. Phys. Condens. Matter, 34 (2022), 125701
  107. Qiao J. C. et al., Prog. Mater. Sci., 104 (2019), 250
  108. Yang D. S. et al., J. Alloys Compd., 887 (2021), 161392

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».