Traces DSC du système La(Ce)NiAl, les flèches indiquent la température de transition vitreuse calorimétrique (Tg) (à gauche). La dépendance à la température du module de perte du système La(Ce)NiAl normalisé par la valeur de crête maximale. Les flèches indiquent la température de relaxation α (Tα) (à droite). Crédit :Université du Tohoku
Un groupe collaboratif de l'Université du Tohoku et de l'Université Johns Hopkins a fourni des informations précieuses sur la transition vitreuse.
Lorsqu'un liquide se refroidit rapidement, il gagne en viscosité et devient finalement un verre solide rigide. Le point auquel il le fait est connu sous le nom de transition vitreuse.
Mais la physique exacte derrière la transition vitreuse, et la nature du verre en général, posent encore de nombreuses questions aux scientifiques.
Les verres métalliques (MG) sont très recherchés car ils combinent la flexibilité du plastique avec la résistance de l'acier. Ce sont des matériaux amorphes avec une structure atomique désordonnée et présentent des caractéristiques thermodynamiques et dynamiques uniques et divergentes, surtout à l'approche de la température de transition vitreuse.
La transition vitreuse dans les MG est généralement déterminée par des mesures calorimétriques et dynamiques. La transition vitreuse calorimétrique détecte la température à laquelle la chaleur spécifique a un saut brusque, tandis que la transition dynamique examine les diverses réponses de relaxation qui émergent avec des formes de température croissantes.
Généralement, la température de transition vitreuse calorimétrique suit la même tendance que la température de relaxation α dynamique.
Cependant, le groupe collaboratif a découvert qu'une entropie de configuration élevée influence de manière significative la transition vitreuse des MG et conduit au découplage entre les transitions vitreuses calorimétriques et dynamiques des verres métalliques à haute entropie.
Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Communication Nature le 22 juin 2021.
Leur étude présente un nouveau système de formation de verre qui utilise une entropie configurationnelle élevée, verres métalliques à haute entropie (HEMG).
Le groupe comprenait le professeur spécialement nommé Jing Jiang et le professeur Hidemi Kato de l'Institut de recherche sur les matériaux de l'Université de Tohoku et le professeur Mingwei Chen de l'Université Johns Hopkins.
"Nous sommes enthousiasmés par cette découverte et pensons que ce travail approfondit notre compréhension du mécanisme fondamental derrière la transition vitreuse, ", ont déclaré les membres du groupe de recherche.
