Tg e Tx em Mg–Cu–Y. a, c Mapas de composição determinados por FIM:Os valores variam suavemente e se correlacionam com as temperaturas de fusão do elemento puro. b, d Validação por comparação com os valores da literatura Tg,Lit e Tx,Lit :Nossos valores FIM correlacionam-se fortemente com os valores da literatura baseados em DSC, confirmando que o FIM produz dados qualitativa e quantitativamente confiáveis. Tx os valores são sistematicamente inferiores em ~10°C, indicando uma resistência à cristalização reduzida no filme. Nota:Nas Figs. 3 e 4, as estrelas pretas representam composições formadoras de vidro. Marcadores de triângulo (perto da estrela do meio) representam curvas na Fig. 2.c.4. Os conjuntos de pontos do mapa de composição disponíveis podem diferir. Por exemplo, alguns pontos disponíveis em altas concentrações de Y em (a) não estão disponíveis em (c). Aqui, os filmes em expansão estouram antes de atingir Tx . Crédito:Comunicação da Natureza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-31314-3
A fragilidade do líquido – ou seja, como a fluidez de um líquido muda com a temperatura – há muito se acredita ser um fator chave para entender os líquidos e também como eles se transformam em vidros. No entanto, uma maneira confiável de medir a fragilidade em líquidos tem sido ilusória. Agora, uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma maneira melhor de determinar essa propriedade crítica.
Os resultados são publicados em
Nature Communications .
No laboratório de Jan Schroers, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais, os pesquisadores desenvolveram um método que chamam de método de inflação de filme (FIM) que mede a fragilidade de uma ampla gama de líquidos metálicos formadores de vidro. Ao fazer isso, os pesquisadores não apenas tiveram uma noção mais clara das propriedades dos líquidos, mas também contradizem uma suposição de longa data no campo de que uma baixa fragilidade é melhor para a formação de vidros metálicos, um material que é mais forte do que até mesmo. os melhores metais, mas com a flexibilidade do plástico. Esses materiais devem suas propriedades às suas estruturas atômicas únicas:quando os vidros metálicos esfriam de um líquido para um sólido, seus átomos se acomodam em um arranjo aleatório e não cristalizam como os metais tradicionais.
Schroers disse que o método é um "grande passo para" descobrir a física complicada do vidro metálico. A parte líquida do processo de formação é especialmente confusa.
"O estado líquido é o estado mais difícil de entender, de medir", disse ele. "Essencialmente, tudo é conhecido sobre sólidos, como os átomos se organizam, e podemos calcular tudo em um computador - você quase não precisa mais fazer experimentos. O gás também é muito fácil, porque os átomos estão muito distantes uns dos outros , eles realmente não interagem. Líquido, como estado, quase não sabemos nada sobre isso."
Isso pode mudar com o novo método, que Schroers desenvolveu com Sebastian Kube, ex-Ph.D. estudante em seu laboratório e principal autor do estudo.
"Isso nos permite estender as teorias sobre a formação do vidro, que é um dos maiores mistérios da física", disse ele.
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