Tg et Tx dans Mg–Cu–Y. a, c Cartes de composition déterminées par FIM :les valeurs varient en douceur et sont en corrélation avec les températures de fusion de l'élément pur. b, d Validation par comparaison avec les valeurs de la littérature Tg,Lit et Tx,Lit : Nos valeurs FIM sont fortement corrélées aux valeurs de la littérature basée sur la DSC, ce qui confirme que la FIM fournit des données qualitativement et quantitativement fiables. Tx les valeurs sont systématiquement inférieures de ~10 °C, indiquant une résistance à la cristallisation réduite dans le film. Remarque :Dans les Fig. 3 et 4, les étoiles noires représentent des compositions formant du verre massif. Les marqueurs triangulaires (près de l'étoile centrale) représentent les courbes de la Fig. 2.c.4. Les ensembles de points de carte de composition disponibles peuvent différer. Par exemple, certains points disponibles à fortes concentrations en Y en (a) ne sont pas disponibles en (c). Ici, les films en expansion éclatent avant d'atteindre Tx . Crédit :Nature Communications (2022). DOI :10.1038/s41467-022-31314-3
La fragilité du liquide, c'est-à-dire la façon dont la fluidité d'un liquide change avec la température, a longtemps été considérée comme un facteur clé pour comprendre les liquides et aussi comment ils se transforment en verres. Cependant, un moyen fiable de mesurer la fragilité dans les liquides a été insaisissable. Maintenant, une équipe de chercheurs a développé une meilleure façon de déterminer cette propriété critique.
Les résultats sont publiés dans Nature Communications .
Dans le laboratoire de Jan Schroers, professeur de génie mécanique et de science des matériaux, les chercheurs ont développé une méthode qu'ils appellent la méthode de gonflage de film (FIM) qui mesure la fragilité d'une large gamme de liquides vitrifiants métalliques. Ce faisant, non seulement les chercheurs ont-ils eu une idée plus claire des propriétés des liquides, mais cela a également contredit une hypothèse de longue date dans le domaine selon laquelle une faible fragilité est meilleure pour la formation de verres métalliques, un matériau plus résistant que même les meilleurs métaux, mais avec la souplesse du plastique. Ces matériaux doivent leurs propriétés à leurs structures atomiques uniques :lorsque les verres métalliques se refroidissent d'un liquide à un solide, leurs atomes se déposent dans un arrangement aléatoire et ne cristallisent pas comme le font les métaux traditionnels.
Schroers a déclaré que la méthode est un "grand pas vers" la découverte de la physique délicate du verre métallique. La partie liquide du processus de formation est particulièrement déconcertante.
"L'état liquide est pour nous l'état le plus difficile à comprendre, à mesurer", a-t-il déclaré. "Essentiellement, tout est connu sur les solides, la façon dont les atomes s'arrangent, et nous pouvons tout calculer sur un ordinateur - vous n'avez presque plus besoin de faire des expériences. Le gaz est également très facile, car les atomes sont si éloignés les uns des autres , ils n'interagissent pas vraiment. Liquide, en tant qu'état, nous n'en savons presque rien."
Cela pourrait changer avec la nouvelle méthode, que Schroers a développée avec Sebastian Kube, un ancien Ph.D. étudiant dans son laboratoire et auteur principal de l'étude.
"Cela nous permet d'étendre les théories sur la formation du verre, qui est l'un des plus grands mystères de la physique", a-t-il déclaré. Un moyen plus rapide et plus précis de trouver des verres métalliques
