Svyaz' fragil'nosti metallicheskikh stekol s entropiey smesheniya i izbytochnoy entropiey po otnosheniyu k materinskomu kristallu

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Определена избыточная энтропия ΔS по отношению к материнскому кристаллу для 18-ти металлических стекол, отличающихся по энтропии смешения ΔSmix. На этой основе в рамках модели Адама-Гиббса определена термодинамическая фрагильность mΔΔS. Показано, что mΔS растет с ΔSmix, но снижается с ростом ΔS, отражающей степень структурной неупорядоченности стекла. Сделан вывод о том, что так называемые “высокоэнтропийные стекла” (т.е. имеющие высокие ΔSmix) на самом деле являются наиболее упорядоченными и наименее склонными к релаксации свойств.

About the authors

R. A Konchakov

Воронежский государственный педагогический университет

Email: konchakov.roman@gmail.com
Воронеж, Россия

A. S Makarov

Воронежский государственный педагогический университет

Воронеж, Россия

G. V Afonin

Воронежский государственный педагогический университет

Воронеж, Россия

Ts. Ch Tsziao

Northwestern Polytechnical University

Xi’an, China

N. P Kobelev

Институт физики твердого тела РАН

Черноголовка, Россия

V. A Khonik

Воронежский государственный педагогический университет

Воронеж, Россия

References

  1. C.A. Angell, Science 267, 1924 (1995).
  2. S.V. Nemilov, J. Non-Cryst. Solids 353, 4613 (2007).
  3. C.A. Angell, MRS Bulletin 33, 544 (2008).
  4. K. Kawakami, T. Harada, Y. Yoshihashi, E. Yonemochi, K. Terada, and H. Moriyama, JPC B 119(14), 4873 (2015).
  5. H. Tanaka, J. Non-Cryst. Solids, 351, 678 (2005).
  6. V.N. Novikov and A.P. Sokolov, Nature 431, 961 (2004).
  7. T. Watanabe, Y. Benino, and T. Komatsu, J. Non-Cryst, Solids 286, 141 (2001).
  8. H. Kato, T. Wada, M. Hasegawa, J. Saida, A. Inoue, and H. S. Chen, Scr. Mater. 54, 2023 (2006).
  9. E. S. Park, J.H. Na, and D.H. Kim, Appl. Phys. Lett. 91, 031907 (2007).
  10. V.N. Novikov, Phys. Rev. E 106, 024611 (2022).
  11. S. Wei, Z. Evenson, I. Gallino, and R. Busch, Intermetallics 55, 138 (2014).
  12. A. S. Makarov, J.C. Qiao, N.P. Kobelev, A. S. Aronin, and V.A. Khonik, J. Phys.: Condens. Matter 33, 275701 (2021).
  13. А.С. Макаров, Е.В. Гончарова, Ц.Ч. Цзиао, Н.П. Кобелев, В.А. Хоник, Письма в ЖЭТФ 113 751 (2021).
  14. L.-M. Martinez and C.A. Angell, Nature 410, 663 (2001).
  15. S. Sastry, Nature 409, 164 (2001).
  16. Y. Zhang, High-Entropy materials. A Brief Introduction, Springer Nature Singapore Pte Ltd. (2019).
  17. Y. Chen, Z.-W. Dai, and J.-Z. Jiang, J. Alloys Compd. 866, 158852 (2021).
  18. H. Ding, H. Luan, H. Bu, H. Xu, and K. Yao, Materials 15, 1669 (2022).
  19. H. Luan, K. Li, L. Shi, W. Zhao, H. Bu, P. Gong, and K.-F. Yao, J. Mater. Sci. Technol. 161, 50 (2023).
  20. A. S. Makarov, G.V. Afonin, R.A. Konchakov, V.A. Khonik, J.C. Qiao, A.N. Vasiliev, and N.P. Kobelev, Scr. Mater. 239, 15783 (2024).
  21. Y.Q. Cheng and E. Ma, Prog. Mater. Sci. 56, 379 (2011).
  22. W.H. Wang, Prog. Mater. Sci. 57, 487 (2012).
  23. N.A. Mauro, M. Blodgett, M. L. Johnson, A. J. Vogt, and K.F. Kelton, Nat. Commun. 5, 4616 (2014).
  24. L.-M. Wang, V. Velikov, and C.A. Angell, J. Chem. Phys. 117, 10184 (2002).
  25. S.A. Kube, S. Sohn, R. Ojeda-Mota, T. Evers, W. Polsky, N. Liu, K. Ryan, S. Rinehart, Y. Sun, and J. Schroers, Nat. Commun. 13, 3708 (2022).
  26. Н.П. Кобелев, В.А. Хоник, УФН 193, 717 (2023).
  27. А.С. Макаров, М.А. Кретова, Г.В. Афонин, Ц.Ч. Цзиао, А.М. Глезер, Н.П. Кобелев, В.А. Хоник, Письма в ЖЭТФ 115, 110 (2022).
  28. G. Adam and J.H. Gibbs, J. Chem. Phys. 43, 139 (1965).
  29. J.C. Dyre, Rev. Mod. Phys. 78, 953 (2006).
  30. H.L. Smith, C.W. Li, A. Hoff, G.R. Garrett, D. S. Kim, F.C. Yang, M. S. Lucas, T. Swan-Wood, J.Y.Y. Lin, M. B. Stone, D. L. Abernathy, M.D. Demetriou, and B. Fultz, Nat. Phys. 13, 900 (2017).
  31. R. Alvarez-Donado and A. Antonelli, Phys. Rev. Research 2, 013202 (2020).
  32. N. Neuber, O. Gross, M. Frey, B. Bochtler, A. Kuball, S. Hechler, I. Gallino, and R. Busch, Acta Mater. 220, 117300 (2021).
  33. Y. Kawamura, T. Nakamura, H. Kato, H. Mano, and A. Inoue, Mater. Sci. Eng. A 304–306, 674 (2001).
  34. T. Wang, L. Hu, Y. Liu, and X. Hui, Mater. Sci. Eng. A 744, 316 (2019).
  35. T. Yamasaki, S. Maeda, Y. Yokoyama, D. Okai, T. Fukami, H.M. Kimura, and A. Inoue, Mater. Trans. 46, 2746 (2005).
  36. Y. Tong, J.C. Qiao, J.M. Pelletier, and Y. Yao, J. Alloys Compd. 820, 153119 (2020).
  37. S. Li, R. J. Wang, M.X. Pan, D.Q. Zhao, and W.H. Wang, J. Non-Cryst. Solids 354, 1080 (2008).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук