Liquid dynamics and glass formation of Gd55Co20Al25 metallic glass with minor Si addition
Liquid dynamics and glass formation of Gd55Co20Al25 metallic glass with minor Si addition
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添加少量 Si 的 Gd55Co20Al25 金属玻璃的液体动力学和玻璃形成
DOI：
10.1016/j.jmst.2020.11.024
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发表时间：
2021-06
影响因子：
10.9
通讯作者：
Bian Xiufang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xue Lin;Shao Liliang;Luo Qiang;Hu Lina;Zhao Yunbo;Yin Kuibo;Zhu Mingyun;Sun Litao;Shen Baolong;Bian Xiufang
在Gd_（55）Co_（20）Al_（25）非晶合金中，微量Si元素引起非晶合金的液相动力学发生明显变化，在平衡熔体中，微量Si（0.5at.%）添加Si导致液体行为更加脆弱，液-液转变强度也较小，转变强度（ΔF）从0.76下降到0.35。但在过冷液体中，Si掺杂液体表现出显着增强的脆-强转变（FST），FST因子f值从1.63急剧增加到3.84，Gd_（55）Co_（20）Al_（20）的液相行为较强，晶化动力学较缓慢。（24.5）Si_（0.5）金属玻璃。此外，少量Si的加入促进了尺寸为1 - 2 nm的晶体状结构的形成。类似结构和其它局部有利的团簇阻碍了类似晶体相的进一步生长，从而稳定了非晶结构。结果，Gd_（55）Co_（20）Al_（25）金属玻璃的临界直径从2 mm增加到7 mm，玻璃形成能力（GFA）得到了很大的提高研究结果为从液相演化的角度理解微合金化对非晶合金GFA的显著影响提供了有价值的见解。
Liquid dynamics plays an essential role in glass formation.Here we observed a distinct change of liquid dynamics in Gd_(55)Co_(20)Al_(25) metallic glass induced by microalloying Si element.In the equilibrium melt,minor Si (0.5 at.%) addition leads to a more fragile liquid behavior and a smaller strength of liquid-liquid transition with the transition strength (ΔF) decreasing from 0.76 to 0.35.However,in the supercooled liquid,Si-doped liquid exhibits a remarkable enhanced fragile-to-strong transition (FST),and the value of FST factor f increases sharply from 1.63 to 3.84,resulting in a stronger liquid behavior and more sluggish crystallization kinetics for Gd_(55)Co_(20)Al_(24.5)Si_(0.5) metallic glass.Moreover,minor Si addition promotes the formation of a crystal-like structure with a size of 1 -2 nm.The interactions between the crystal-like structures and other local favored clusters frustrate the further growth of crystal-like phases,thus stabilizes the amorphous structure.As a result,the glass-forming ability (GFA) was largely improved.The critical diameter of Gd_(55)Co_(20)Al_(25) metallic glass increased from 2 to 7 mm with 0.5 at.% Si addition without deterioration of the magnetocaloric effect.This study provides valuable insight for understanding the distinct effect of microalloying on GFA of metallic glasses from the aspect of the evolution of the liquid.
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--
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T. Pradell;D. Crespo;N. Clavaguera;M. Clavaguera-Mora