Stability of Fe-based alloys with structure type C6Cr23
大块金属玻璃是液态金属合金凝固而不结晶形成的。在金属-准金属型（Fe-B-基和Fe-C-基）的铁基大块玻璃形成合金的研究中，基于结构原型C6 Cr23的晶体通常优先于非晶相。破坏这种竞争晶体结构的稳定性可以提高玻璃的成形性。我们进行第一性原理总能量计算的生成焓，以确定第三个元素，可以有效地破坏C6 Cr23。在过渡金属中，钇似乎是最佳的，稀土也是合适的。原子大小是主要因素。
2004-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Structure-property relations characterizing the devitrification of Ni-Zr glassy alloy thin films
对纳米尺度非晶合金薄膜热退火失透的研究，为纳米尺度非晶合金薄膜的热稳定性研究提供了一个全面的认识，并为纳米尺度非晶合金薄膜的应用开发提供了理论依据。通过详细的结构表征和分子动力学（MD）模拟研究了共溅射NiZr合金（Ni 78 Zr 22 at%）薄膜的非晶向晶态的多晶型转变，薄膜厚度低于文献报道的临界失透极限。在800摄氏度下观察到微晶化到纳米晶状态（Ni 7Zr 2结构），密度增加（约3.6%）远高于块体合金中实现的密度增加。在退火前后的薄膜和整体的物理结构，包括形态和组合物的磁性能的变化进行了检查。采用MD模拟不仅有效地阐明了高致密化，但也增加了磁矩退火后，这是与周围的Ni原子的配位数的模拟变化。结构弛豫过程伴随着失透被描述为一个无序到有序的转变，同时突出了在玻璃材料中普遍存在的化学短程有序所发挥的关键作用。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Kondo effect in metallic glasses with non-Fermi liquid behavior
将Gd原子与4f电子微合金化到CuZrAl或MgCuY非晶合金中，它们表现出诸如近藤效应等令人困惑的行为。Gd合金系统的基态具有非费米液体的特征，这是由强的结构无序引起的。这些玻璃态合金中的近藤效应归因于强烈的结构无序。近藤效应和强结构无序的共存对于理解令人困惑的非费米液体行为的起源具有意义。
2010-06-19 cond-mat.mtrl-sci
A Simple Spin Glass Perspective on Martensitic Shape-memory Alloys
给出了马氏体合金的奥氏体相、粗花呢相和孪晶相与自旋玻璃合金中相应的顺磁相、自旋玻璃相和周期相之间的简要定性映射。
2008-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Magnetic glass in Shape Memory Alloy : Ni45Co5Mn38Sn12
铁磁记忆合金Ni 45 Co 5 Mn 38 Sn 12中的一级马氏体相变也是一种磁相变，并且具有很大的场致效应。当在磁场存在下冷却时，这种一级磁性马氏体转变在动力学上被阻止。取决于冷却场，被捕的铁磁性奥氏体相的一部分持续到最低温度作为磁性玻璃态，类似于在各种金属间合金和半掺杂锰氧化物中观察到的。通过磁化强度测量，详细研究了一级铁磁奥氏体（FM-A）向低磁化马氏体（LM-M）转变的温度和磁场函数。广泛的冷却和加热不等场（CHUF）测量和一种新的场冷却协议的等温MH测量（FC-MH）被用来调查玻璃状逮捕状态，并显示逆马氏体转变。最后，我们确定了场-温度（HT）相图的Ni 45 Co 5 Mn 38 Sn 12从各种磁化测量带来了热力学和亚稳态共存的HT空间清楚地描绘这个系统作为一个'磁性玻璃'的区域。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Glassy nature of Ce65Al25Co10 alloy: A metallic glass
本文研究了Ce65Al25Co10金属玻璃的玻璃形成能力。采用熔融纺丝技术成功地合成了它。通过X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）分析，证实了Ce65Al25Co10合金中存在非晶相。使用差示扫描量热法（DSC）的合成样品的热分析显示约371 K的玻璃化转变，从而证实在室温下存在玻璃相。测试了合成样品在不同载荷下的硬度。此外，还利用硬度数据和Meyer指数计算了合成样品的屈服强度。
2021-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Atomistic spin dynamics of the CuMn spin glass alloy
我们演示了使用朗之万自旋动力学研究一个典型的自旋玻璃系统的动力学性质。在CuMn（20%Mn）上进行模拟，在那里我们研究了系统突然淬火到低温相后的弛豫。该系统由海森堡哈密顿量，其中海森堡相互作用参数通过第一性原理密度泛函理论计算。通过数值求解原子自旋的朗之万运动方程进行模拟。它示出的动力学，在很大程度上，由阻尼参数的运动方程和系统的大小。对于大阻尼和大系统尺寸，我们观察到典型的老化制度。
2008-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Metallic glasses for biodegradable implants
金属玻璃由于其固有的强度和耐腐蚀性而成为生物医学植入物应用的优秀候选者。然而，金属玻璃在结构应用中的使用是有限的，因为体积尺寸难以实现。玻璃形成能力（GFA）随合金成分变化很大，并且随着系统中化学物质数量的增加而变得更加难以预测。在这里，我们提出了一个理论模型-在AFLOW框架中实现-用于预测基于晶相之间的竞争的GFA，并将其应用于生物相关的二元和三元体系。弹性性能估计的基础上的规则的混合物的合金系统被预测为散装玻璃形成。专注于用于可生物降解骨科支撑应用的钙和镁基系统，我们建议进一步研究AgCaMg和AgMgZn系列合金;以及基于以下成分的合金：Ag $_{0.33}$ Mg $_{0.67}$、Cu $_{0.5}$ Mg $_{0.5}$、Cu $_{0.37}$ Mg $_{0.63}$和Cu $_{0.25}$ Mg $_{0.5}$ Zn $_{0.25}$。
2019-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of spin glass state in highly disordered quaternary Heusler alloy FeRuMnGa
本研究在高无序四元Heusler合金FeRuMnGa中观测到介于正则自旋玻璃与团簇玻璃之间的自旋玻璃态，通过多种表征揭示其磁动力学、结构无序特征及对半金属行为、反常霍尔效应的影响。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Structural origins of the boson peak in metals: From high-entropy alloys to metallic glasses
玻色子峰出现在所有非晶态固体中，并且与相应晶体的声子谱相比，在低频处是过量的振动态。直到最近，人们的共识是，它起源于玻璃中的“缺陷”。这些缺陷的性质仍在讨论中，但局部干扰短程有序和/或弹性常数降低的区域的图片已经获得了一些牵引力。最近，一种不同的理论被提出：玻色子峰被归因于晶格的第一个范霍夫奇点，它只被无序所模糊。这个新的观点假设范霍夫奇点只是简单地移动的密度降低的非晶态，因此不是一个玻璃特有的异常。为了解决这个问题，我们使用四组分合金的计算机模型，交替使用化学无序（高熵合金），结构无序和约化密度。与相同组成的参考玻璃的比较表明，玻色子峰由可以仅由结构无序引起的额外的振动模式组成。虽然化学无序引入的弹性常数的波动，我们发现，这些不会导致足够的局部软化，以诱导这些模式。对于本金属系统，可以排除由于密度降低而导致的玻色子峰。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Prediction of Critical Cooling Rate for Metallic Glasses From Expanded Datasets and Elemental Features
研究使用随机森林模型，基于元素特征和整合扩展至2000余条数据的数据库，预测合金形成玻璃的临界冷却速率，并成功识别出潜在的优质大块金属玻璃合金系统。
2023-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Plastic yielding in nanocrystalline Pd-Au alloys mimics universal behavior of metallic glasses
研究了固溶体对纳米晶（NC）$\mathrm{Pd}_{\mathrm{100-x}} \mathrm{Au}_{\mathrm{x}}$合金（$0 \leq \mathrm{x} < 50 \mathrm{at.\%}$）力学性能的影响。浓度已被用作控制参数，以在基本不变的微观结构（晶粒尺寸$D\approx 10\mathrm{ nm}$）下调整材料性能（弹性模量、Burgers矢量、堆垛层错能）。与粗晶面心立方合金形成鲜明对比的是，我们观察到固溶体软化增加金含量。从模型和理论的预测，明确考虑到纳米级的微观结构的影响，对浓度依赖的剪切强度已被推翻，无一例外。因此，这意味着位错活动对强度的贡献很小。事实上，我们发现剪切强度和剪切模量之间存在线性相关性，这与Johnson和Samwer [W.L. Johnson和K. Samwer，PRL 95，195501（2005）]。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Lanthanum-Cerium Based Bulk Metallic Glasses with Superior Glass-Forming Ability
报道了一种具有优良非晶形成能力（GFA）的五元（La0.5Ce0.5）65 Al 10（Co0.6Cu0.4）25合金，通过倾斜浇注可形成直径为32 mm的完全非晶棒材。通过与四元（La_（0.5）Ce_（0.5））65 Al_（10）TM_（25）和三元（Ln = La或Ce; TM = Co或Cu）合金的玻璃纤维生长率的比较，我们认为，利用La-Ce和Co-Cu的共存使竞争晶相复杂化的强结晶抑制作用有助于构造具有优良玻璃纤维生长率的BMG构件。
2006-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Reentrant spin glass state in Mn doped Ni2MnSn shape memory alloy
用直流磁化和交流磁化率测量方法研究了名义成分为Ni_2 Mn_（1.36）Sn_（0.64）的铁磁记忆合金的基态性质。与其他Ni-Mn基合金一样，该样品也表现出交换偏置现象。观察到的交换偏置钉扎被发现起源于一个台阶状异常存在于零场冷却磁化数据的温度。交流磁化率的研究表明，自旋玻璃冻结附近的这个台阶状的异常具有明显的频率偏移的发病。在低温下，至少在场冷状态下，样品可以被鉴定为铁磁相和玻璃相共存的重入自旋玻璃。这一结果为我们识别具有竞争磁相互作用的各种Ni-Mn基记忆合金的磁特性提供了一个全面的视角。
2008-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of Similar Atom Substitution on Glass Formation in (La-Ce)-Al-Co Bulk Metallic Glasses
采用铜模铸造法分别确定了La-Al-Co、Ce-Al-Co和准三元（La-Ce）-Al-Co系镧基和铈基块体非晶合金的玻璃形成范围。通过在（La_xCe_（1-x））_（65）Al_（10）Co_（25）合金（0<x<1）中用La逐步取代溶剂Ce，可成功地用倾斜浇注法制备出直径达25 mm的（La_（0.7）Ce_（0.3））Al_（10）Co_（25）合金全玻璃棒材。与单一镧系合金La 65 Al 10 Co 25和Ce 65 Al 10 Co 25的玻璃形成能力相比，具有相似原子尺寸和不同价电子结构的La和Ce的共存明显提高了（LaxCe 1-x）65 Al 10 Co 25非晶合金的玻璃形成能力，这不能用以往的非晶合金玻璃形成判据（如原子尺寸失配和负混合热）来解释。提出了一个热力学模型来评价这种替代效应，这对相似原子共存引起的GFA的明显提高给出了合理的解释。
2006-12-07 cond-mat.mtrl-sci
The glass-forming ability of model metal-metalloid alloys
块体金属玻璃（BMG）是一种具有理想机械性能和加工能力的金属玻璃。到目前为止，新的BMG的设计主要采用经验规则和试错实验方法。目前，从头计算方法在寻找大块玻璃形成体的可能原子组合的广阔空间中的实际使用速度非常慢。在这里，我们进行分子动力学模拟的粗晶粒，各向异性的潜力，它模仿原子间的共价键，测量金属-类金属合金的临界冷却速率作为一个函数的原子尺寸比$σ_S/σ_L$和数分数$x_S$的类金属物种。我们表明，在空间中的$σ_S/σ_L$和$x_S$的制度，其中混合良好，最佳的玻璃形成者发生斑片状和LJ颗粒混合物与实验观察到的金属-非金属玻璃形成者相一致。我们简单的计算模型提供了进行组合搜索，以确定新的玻璃形成合金的能力。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cohesive energies of Fe-based glass-forming alloys
计算了B-Fe-Y-Zr四元系铁基非晶合金的结合能。我们的{ \it ab-initio}计算完全放松原子位置和晶格参数，产生混合在T= 0 K的光谱。我们研究了已知的平衡相和亚稳相，以及从相关合金系统中选择的合理结构。这种方法，通常再现实验确定的相图，同时提供有关亚稳和不稳定结构的能量学的附加信息。特别是，我们可以识别与金属玻璃竞争形成的晶体结构。在某些情况下，我们确定以前未知的结构或观察实验相图中可能的错误。
2004-05-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias effect in alloys and compounds
本文综述了在单相合金和化合物中观察到的交换偏置效应的现象，这些合金和化合物是由铁磁、反铁磁、亚铁磁、自旋玻璃、团簇玻璃和无序磁态等多种共存磁相组成的。交换偏置效应的调查进行了讨论，在不同类型的合金和化合物的定性和定量方面的磁性集中在宏观实验工具，如磁化强度和磁阻测量。在这里，我们专注于改善的基本问题的交换偏差的影响，而不是在其技术的重要性。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium magnetic response in concentrated spin-glass AuFe(11%) alloy
本文详细研究了多晶AuFe（11%）合金在零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）状态下的直流磁化强度和交流磁化率。低场下ZFC和FC直流磁化强度的温度变化在Tf = 33 K附近出现明显的峰值，表明有限尺寸自旋团簇的协同冻结。ZFC和FC磁化之间的弱热磁不可逆性出现在温度Tir处，其略低于Tf。ZFC交流磁化率在Tf处显示出尖锐的尖点，其随着交流磁场的频率的增加而向更高的温度偏移。在直流偏置磁场作用下，将样品从高温冷却后记录交流磁化率时，磁化率尖点变宽。在这种情况下，没有可察觉的频率依赖性的Tf已被观察到，但在交流磁化率的显着分散存在低于Tf。此外，AuFe（11%）合金的FC态具有明显的记忆效应，这进一步说明FC态不是一个平衡态。与一般认为自旋玻璃的热力学相变的平均场理论认为FC态是一个平衡态的观点不同，本文的实验结果清楚地表明AuFe（11%）合金的FC态是一个非平凡态
2022-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Effects of dopants on the glass forming ability in Al-based metallic alloy
掺杂对金属玻璃形成能力的影响通常是基于对液体结构变化或热力学的分析来考虑的。在这些考虑中缺少的是对掺杂剂如何改变可以代替玻璃形成的晶相的性质的分析。为了阐明这一点，我们进行了分子动力学模拟，研究了Mg和Sm掺杂对Al晶体形核的影响，模拟结果与实验观察结果一致，即添加Mg不会导致Al的玻璃化，而添加8%Sm则会导致Al的玻璃化。Sm掺杂的显著效果与Al对该掺杂剂的不耐受性有关。这导致固-液界面自由能增加，因此，增加成核势垒和成核速率急剧下降。不耐受机制也显著影响生长动力学。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
A Machine Learning Framework for Predicting Glass-Forming Ability in Ternary Alloy Systems
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
本文提出基于随机森林和极端梯度提升的机器学习方法，用于预测三元氧化物玻璃的玻璃形成能力，揭示了电负性变异等关键特征对预测性能的影响。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Interatomic potential for the compound-forming Li-Pb liquid alloy
液态合金的原子模拟面临着正确模拟基本热力学性质的挑战。本文给出了Li-Pb体系的原子间相互作用势，并对Li-Pb合金的物理性质进行了研究。尽管复杂性，由于锂铅是一个化合物形成系统，预计电荷转移，我们在这里展示了如何的经验EAM形式主义是能够令人满意地描述在很宽的范围内的锂浓度的几个物理性质。应用我们的潜力，锂铅共晶，使我们能够正确地预测许多物理性质的实验观察和计算与从头算技术，以这种方式提供了一个潜在的适合未来的研究背景下的氚增殖毯设计聚变技术。
2013-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Exotic magnetic behaviour and evidence of cluster glass and Griffiths like phase in Heusler alloys Fe2-xMnxCrAl
本文详细研究了一系列Heusler合金Fe_（2-x）Mn_xCrAl（x=0，0.25，0.5，0.75和1）的结构、磁性和热力学性质。利用高分辨率同步辐射X射线衍射对该系列化合物进行了结构研究。结果表明，随着Mn含量的增加，Fe 2CrAl的L21结构不稳定。直流磁化结果表明，随着Mn浓度的增加，顺磁（PM）到铁磁（FM）的相变温度（TC）降低。从磁记忆效应、热容、随时间变化的磁化强度和随直流场变化的交流磁化率的系统分析中观察到，Fe_2CrAl在约3.9K（Tf ~ 2）时发生类团簇玻璃（CG）转变。Fe 1.75Mn 0.25CrAl和Fe 1.5Mn 0.5CrAl分别在Tf 1 ~22 K、Tf 2 ~4.2 K和Tf 1 ~30.4 K、Tf 2 ~9.5 K附近出现双类CG相变，而Fe 1.25Mn 0.75CrAl在低于TC的Tf 2 ~11.5 K附近出现单类CG相变。有趣的是，FeMnCrAl合金在~ 22 K（Tf*）、16.6K（Tf 1）和11 K（Tf 2）发生了三次类CG相变。在高温下，逆直流磁化率的温度响应的详细分析清楚地揭示了格里菲思相（GP）的观察超过300 K（T*）的Fe 2CrAl和这个阶段持续与Mn浓度的减少T*。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Structure of the glass-forming metallic liquids by ab-initio and classical molecular dynamics, a case study: quenching the Cu60Ti20Zr20 alloy
我们考虑的问题，通过熔体淬火的金属合金的非晶化，半经验势的分子动力学模拟预测。以Cu-Ti-Zr三元过渡金属合金为例，参考从头算方法，讨论了势函数的参数化。在非晶态的对结构计算从潜在的Stillinger-Weber形式。淬火过程中的参数的可转移性进行了研究，使用两个参数化：从固态数据，像往常一样，从一个新的参数化的液体结构。通过调整液体的配对结构，发现纯组元与合金之间具有良好的传递性。用这种方法预测的液体结构与实验结果吻合得很好，与用固体校正法得到的结果相反。最终的结构，淬火后的非晶态，确定与新的一组参数被证明是非常接近的从头算一个，后者是在最近的X射线衍射实验非常一致。从热容的行为估计相应的玻璃化转变的临界温度。使用半经验势和从头计算模拟预测的结构之间的一致性的讨论，并比较不同的实验数据强调的问题的最终结构的热力学路径上的依赖性遵循达到非晶态。
2015-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the glassy magnetic state in Cu$_{2.84}$Mn$_{0.44}$Al$_{0.72}$ shape memory alloy
研究了名义成分为Cu $_{2.84}$ Mn $_{0.44}$ Al $_{0.72}$的铁磁记忆合金的磁基态。该样品显示再入的玻璃态磁相低于马氏体相变温度，这被发现有两个不同的异常，在温度依赖的交流磁化率数据的复杂字符。样品保持其玻璃相，甚至低于第二个转变明显的磁记忆测量在不同的协议。两个跃迁的存在以及它们的观测性质表明，该系统可以用Gabay和Toulous提出的再入自旋玻璃的平均场海森堡模型来描述。\cite{rsg-GT1}该样品提供了一个有趣的例子，其中Gabay-Toulous型自旋玻璃态由一阶磁结构跃迁触发。
2013-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio study of atomic ordering and spin-glass transition in dilute CuMn alloys
采用从头算方法对典型的自旋玻璃合金Cu 0.83 Mn 0.17进行了研究。采用第一性原理计算来获得有效的化学、应变诱导和磁交换相互作用以及静态原子位移，并且这些相互作用随后用于热力学模拟。结果表明，计算的原子和磁短程有序准确地再现了中子散射实验的结果。特别是，它被证实，合金表现出一种倾向，向有序化和相应的有序相显示。磁结构是由自旋螺旋团簇伴随着较弱的铁磁短程关联。用有限尺寸标度技术在蒙特卡罗模拟中得到的自旋玻璃转变温度为57 K，与实验数据78 K相当吻合。
2009-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Glass-forming photoactive cholesteric materials doped by quantum dots: phototunable circularly-polarized emission
制备并研究了一种新型的掺杂量子点的玻璃形成光活性纳米材料。证明了圆偏振辐射光调谐的可能性。
2010-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the excess specific heat in metallic glass forming liquids
我们报告了一系列金属玻璃形成液体的超额比热。发现在玻璃化转变温度Tg处相对于玻璃的超额比热是恒定的并且接近于，其中R是气体常数。在典型的Pd40Ni10Cu30P20金属玻璃形成液体中，过量比热与温度无关。建立了过量比热的定量描述。原子的平移扩散是过剩比热的来源。研究结果为理解金属玻璃的玻璃化转变提供了基础。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci
The role of minor alloying in the plasticity of bulk metallic glasses
金属玻璃的微合金化是一项技术研究。一个原来的韧性Pd基单片块状金属玻璃（Pd $_{40}$ Ni $_{40}$ P $_{20}$）选择性地操纵通过添加Fe或Co的合金化效果是极端的，表现出无论是特殊的延展性Co添加或Fe添加后，在单轴压缩或3点弯曲下测试时，立即灾难性的失败。非晶结构的特点是变形前相对于其中程秩序（MRO），使用可变分辨率波动电子显微镜（VR-FEM）。我们观察到的韧性和脆性金属玻璃之间的MRO显着差异，与韧性玻璃表现出丰富的结构多样性和MRO相关长度高达6 nm。MRO的不均匀性似乎使更容易剪切带，从而提高变形能力。
2020-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
(Fe,Sn)4N alloy as a model spin-glass system with short-range competing interactions on a nonfrustrated simple cubic lattice
在无序局域矩方法和局域自旋密度近似的框架下，应用第一性原理中的磁力定理导出了具有参数的海森堡哈密顿量，研究了（Fe，Sn）4N合金中自旋玻璃态的起源.结果表明，在自旋玻璃态稳定的合金浓度范围内，只有一个Fe亚晶格是本征磁性的，由于化学和磁无序的影响，原子间的交换磁相互作用基本上是短程的.具有良好自旋矩的磁性Fe原子随机分布在非几何阻挫简单立方晶格中。磁阻挫，这通常被认为是自旋玻璃态形成条件的基本成分，可能只发生由于两个最近邻相互作用的竞争。因此，我们认为，（Fe，Sn）4N是一个罕见的自旋玻璃系统的自旋玻璃态的形成机制可能会在一个简单的立方晶格上的最小随机网站模型的框架内进行研究，而几何挫折的影响可以被排除在外的例子。
2019-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Unusual crystallization behavior close to the glass transition
利用分子模拟，我们揭示了金属合金中晶体成核的机制，并揭示了晶体成核和玻璃化转变之间的相互作用，因为结晶的条件接近这种转变。虽然降低结晶温度通常会导致较低的自由能垒，我们发现一个意想不到的逆转行为的玻璃形成合金的结晶温度接近玻璃化转变。为此，我们模拟结晶过程中的两个玻璃形成铜合金，$Ag_6Cu_4$，它具有积极的混合热，并在$CuZr$，其特征在于由一个大的负混合热。我们的研究结果使我们能够确定，这种不寻常的行为是直接相关的非单调的温度依赖性的形成能量的连接二十面体结构，这是不相容的结晶顺序，并阻碍发展的晶核，导致一个意想不到的更大的自由能垒在低温下。这反过来又促进了一个主要是紧密堆积的临界核的形成，具有更少的缺陷，从而提出了一种控制晶核结构的新方法，这在催化中至关重要。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin glass behavior in amorphous Cr2Ge2Te6 phase-change alloy
研究发现非晶 Cr2Ge2Te6 仍保持自旋极化，但在 20 K 以下转变为自旋玻璃态，计算表明其源于 Cr-Te-Cr 键畸变和无序增加。
2023-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Disorder induced critical phenomena in magnetically glassy Cu-Al-Mn alloys
测量了不同Mn含量的Cu-Al-Mn合金的低温磁滞回线。线圈在一定温度以上是平滑和连续的，但在该温度以下表现出磁化不连续性。标度分析表明，该系统表现出无序诱导的相变线。测量允许确定与最近报道的那些一致的临界指数$β=0.03\pm 0.01$和$βδ= 0.4 \pm 0.1$ [Berger等人，物理修订版信函{ \bf 85}，4176（2000）]
2002-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetic hexagonal Mn$_2$CuGe Heusler alloy with a low-temperature spin-glass state
本研究通过多种实验手段证实多晶Mn$_2$CuGe Heusler合金在低温下呈现自旋玻璃态，其亚铁磁转变温度约为682 K，磁化补偿点约250 K，自旋玻璃转变温度约25.6 K，归因于竞争磁相互作用导致的磁阻挫。
2024-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Geometrical Frustration in Liquid Fe and Fe-Based Metallic Glass
采用从头算方法研究了液态和过冷液体铁及铁基金属玻璃中的短程有序。我们分析数据以量化局部二十面体和多四面体有序度，并了解合金化在控制几何挫折程度方面的作用。比较元素铁铜，我们发现，在铁比在铜的二十面体的顺序的程度更大，可能是因为二十面体向错线缺陷更容易纳入BCC环境比FCC。在铁基金属玻璃形成合金（FeB和FeZrB），我们发现，引入小浓度的小B原子和大Zr原子控制本地二十面体秩序的挫折。
2007-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics, kinetics and fragility of bulk metallic glass forming liquids
本文综述了大块金属玻璃形成液体的动力学和热力学脆性。介绍了测定过冷金属液体动力学脆性、弛豫行为和热力学函数的实验方法。现有的数据进行了评估和讨论，使用Vogel-Fulcher-Tammann方程和亚当-吉布斯的框架，以及科恩-特恩布尔自由体积的方法。与纯金属和大多数非玻璃形成合金相比，大块玻璃形成剂是中等强度的液体。通常，脆性参数$D^{*} $随着合金的复杂性而增加，合金族之间存在差异，例如，贵金属基合金比Zr基合金更脆。至少一些块状金属玻璃形成液体，例如Vitreloy 1，经历从高温下的脆性状态到低温下的强状态的转变，表明在Zr基合金中这种行为是常见现象。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and glass-forming ability of simulated Ni-Zr alloys
二元Cu-Zr系统是一种具有代表性的块体玻璃形成体，由于具有明显的二十面体局部有序性而显示出高的玻璃形成能力。乍一看，Ni-Zr系统是期望相同行为的最自然的对象，因为镍和铜在周期表中是邻居，并且具有相似的物理化学性质。然而，做嵌入原子模型势描述的$\rm Ni_αZr_{1-α}$合金的分子动力学模拟，我们观察到不同的行为。我们得出结论，Ni-Zr系统具有相同的玻璃形成能力作为添加剂的二元Lennard-Jones混合物没有任何化学相互作用。结构分析表明，Ni-Zr合金中的二十面体有序度远低于Cu-Zr合金。我们认为，由于原子间相互作用的特殊性而导致的二十面体有序性的缺乏是Ni-Zr系统玻璃形成能力相对较差的原因。
2018-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thin-film based phase plates for transmission electron microscopy fabricated from metallic glasses
薄膜基相位片是透射电子显微镜（TEM）中增强弱相位物体对比度的常用工具。薄膜通常由非晶碳组成，在强电子束照射下，非晶碳会迅速退化。最近的研究集中在寻找具有改进的材料稳定性的替代材料。本工作提出了基于薄膜的相位板制造的金属玻璃合金，其特征在于高导电性和非晶结构。制备了锆基合金Zr 65.0 Al 7.5 Cu 27.5（ZAC）的薄膜，并对其相移特性进行了测试。ZAC合金膜的研究，通过不同的TEM技术，揭示了一系列有益的特性。特别有利的是非弹性等离子体激元散射的小概率，这有望改善相衬TEM中基于薄膜的相板的性能。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Glass formation in binary alloys with different atomic symmetries
预测合金的玻璃形成能力（GFA）仍然是一个重大挑战。我们不能预测的成分依赖的GFA甚至二元合金。为了研究每种元素形成特定晶体结构的倾向对玻璃形成的影响，我们专注于二元合金组成的元素具有相同的大小，但不同的原子对称性使用斑片状颗粒模型。对于具有促进不同晶体结构的原子对称性的混合物，最小临界冷却速率$R_c$仅比纯物质的最小临界冷却速率低$5$倍。对于具有促进局部结晶和二十面体有序的不同原子对称性的混合物，最小值$R_c$比纯物质低多个数量级的$3$。$R_c$的斑片状粒子模型的结果与嵌入原子方法模拟和溅射实验的NiCu，TiAl，和高熵合金。
2020-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chemical Ordering and Crystal Nucleation at the Liquid Surface: A Comparison of $\rm{Cu}_{50}\rm{Zr}_{50}$ and $\rm{Ni}_{50}\rm{Al}_{50}$ Alloys
研究了汽液界面对过冷金属合金晶化动力学的影响。虽然良好的玻璃形成剂$\rm{Cu}_{50}\rm{Zr}_{50}$没有显示出结晶的表面增强的证据，但由于在自由液体表面处的非均质成核，$\rm{Ni}_{50}\rm{Al}_{50}$显示出增加的结晶速率。在界面处的组成波动的差异提出了两种合金之间的区别的解释。具体而言，我们观察到的$\rm{Ni}_{50}\rm{Al}_{50}$的表面的组成顺序，而$\rm{Cu}_{50}\rm{Zr}_{50}$合金只表现出扩散吸附的Cu在界面处。我们认为，在平面表面的组合物结晶性的一般差异是一个重要的因素，在理解这两种合金的玻璃形成能力的差异。
2019-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Micro-structural characteristics and indentation behavior of Ce-Al-Ga alloys
首次报道的金属玻璃中的相分离引起了极大的关注，因为它们独特的非晶相的微观结构变化在不同的域尺寸。在此基础上，进一步探讨了Ce基金属玻璃中相分离的成因。在本文中，我们提出了广泛的调查，特别是涉及低浓度的Ga在Ce-Al-Ga金属玻璃。采用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）研究了快淬Ce 75 Al 25-xGax金属玻璃的显微结构特征和压痕行为。
2021-08-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Semi-Empirical Kinetic Model for Phase Selection in Rapidly Solidified Multicomponent Concentrated Alloys
Oles Honchar Dnipro National University（奥列斯·洪恰尔第聂伯罗国立大学）；Dniprovsky State Technical University（第聂伯罗国立技术大学）
研究快速凝固多组分浓合金相选择，建立半经验动力学框架，结合临界冷却速率、拓扑依赖性排序及玻璃形成能力校正，能捕捉晶格变化、描述相分离抑制、识别多相结晶，区分合金玻璃形成能力，为相竞争评估提供实用方法。
2026-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic critical phenomena and low temperature re-entrant spin-glass features of Al$_2$MnFe Heusler alloy
本文研究了多晶Al₂MnFe Heusler合金的结构和磁性能，发现其具CsCl型结构、122.9 K二阶铁磁相变、3D-Heisenberg型临界行为、重入自旋玻璃特征及与同类体系相当的磁热效应。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Impact of micro-indentation load/time and Zinc concentration on the thermo-mechanical characteristics of amorphous Se$_{78}$Te$_{20}$Sn$_2$ alloy
本文通过微压痕和DSC实验，系统研究了不同载荷、加载时间及锌浓度对Se-Te-Sn系硫系玻璃硬度、弹性模量、玻璃转变及微孔形成能等热力学特性的影响。
2023-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Strong Suppression of the Spin Hall Effect in the Spin Glass State
我们在横向自旋阀结构中用自旋吸收方法测量了自旋玻璃金属CuMnBi合金的自旋霍尔效应。在远高于Mn杂质的磁矩随机冻结的自旋玻璃温度Tg时，CuMnBi三元合金的自旋霍尔角与CuBi二元合金的自旋霍尔角一样大。然而，令人惊讶的是，它在约4Tg时开始降低，并且在0.5Tg时变得小7倍。在三元合金的反常霍尔效应中也观察到类似的趋势。我们提出了一个简单的模型，考虑到本地化的时刻和传导电子自旋之间的相对动力学的解释。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Review on Superplastic Forming of Ti-6Al-4V Alloy
本文综述了Ti-6Al-4V合金的超塑成形技术，该技术已被用于制造复杂形状和几何形状的零件。本文概述了过去30年来在这方面开展的主要工作。它涵盖了与实验设置相关的各个方面，包括模具的制造及其修改，以保持成形后合金厚度的均匀性。还对工艺参数进行了详细研究，以记录成功成形所需的最重要的物理条件。最后介绍了钛合金超塑成形的微观结构、现代应用，并展望了今后的研究方向。
2022-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the origin of multi-component bulk metallic glasses: Atomic size mismatches and de-mixing
临界冷却速率$\mathcal{R}_c$表征了系统的玻璃形成能力（GFA），低于该临界冷却速率，液体在冷却时结晶。虽然纯金属通常是具有$\mathcal {R}_c>10^{12}\, {\rm K/s}$的差的玻璃形成体，但是特定的多组分合金甚至在低于$\mathcal {R}\sim 1\, {\rm K/s}$的冷却速率下也可以形成块体金属玻璃（BMG）。传统观点认为，具有三种或更多种组分的金属合金是比二元合金更好的玻璃形成体（具有更小的${\cal R}_c$）。然而，目前还没有理论框架，提供定量预测$\mathcal{R}_c$的多组分合金。我们进行模拟的三元硬球系统，这已被证明是准确的模型的玻璃形成能力的BMG，了解几何挫折和分层的作用，在确定$\mathcal {R}_c$。具体来说，我们将三元硬球混合物压缩成堵塞的填料，并测量临界压缩率，低于该压缩率，系统结晶，该压缩率是直径比$σ_B/σ_A$和$σ_C/σ_A$以及数分数$x_A$、$x_B$和$x_C$的函数。我们发现两个不同的制度的GFA在参数空间的三元硬球。当直径比接近$1$时，使得最大的（$A$）和最小的（$C$）物种混合良好，三元体系的GFA并不比最佳二元玻璃形成剂的GFA好。然而，当$σ_C/σ_A \lesssim 0.8$低于二元系统的分层阈值时，添加第三组分$B$和$σ_C < σ_B < σ…
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Transition from high-entropy to conventional $(TiZrNbCu)_{1-x}Co_x$ metallic glasses
制备了一种新的金属玻璃系统$(TiZrNbCu)_{1-x}Co_x$，其组成范围从高熵（HEA）到富Co合金（x $\leqslant$ 0.43），并对其进行了表征和研究。对样品的化学组成、均匀性、热稳定性、电子结构、磁性和机械性能进行了全面的研究。在HEA范围内，所有性质随x变化。特别地，平均原子体积偏离x $\ge 0.2$的Vegard定律，其中平均原子堆积分数也突然改变。用紫外光电子能谱研究了Co的价带结构，发现Co的3d态随x的增加而接近费米能级，呈现分裂带的形状。由于磁相关的开始，x $\ge 0.25$的磁化率迅速增加。非常高的显微硬度随x迅速增加。并与类似的二元和五元金属玻璃以及Cantor型晶态合金的结果进行了比较。
2021-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Analysis and modelling of a rotary forming process for cast aluminum alloy A356
采用新型工业装置对汽车用铸造铝合金A356（Al-7Si-0.3Mg）进行了高温旋压实验研究。这允许实施一个完全耦合的热机械有限元模型，旨在量化的处理历史（应力，应变，应变率和温度）和预测最终的几何形状。该模型的几何预测已被直接比较实验获得的工件的几何形状。这项研究是新颖的方面的大小和形状的组成部分，以及本构材料表示。模型预测是在合理的协议与实验结果为小变形，但误差增加的大变形条件。该模型还使机械状态，导致一个常见的纺纱缺陷的表征。为提高模型的准确性和鲁棒性，为工业提供一个预测工具的建议进行了讨论。
2015-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Critical Analysis of an FeP Empirical Potential Employed to Study Fracture of Metallic Glasses
一个经验势，已被广泛用于执行分子动力学研究FeP金属玻璃的断裂行为被证明表现出通常研究的组成范围内的调幅分解。磷偏析导致韧性向脆性转变。在脆性断裂过程中，原子级尖锐的裂纹尖端沿高磷浓度的扩展路径扩展。观察到这种脆化发生在很宽的化学成分范围内，韧性线性下降的程度在整个制度的研究组成偏析。通常，可以在低淬火速率下淬火的稳定的玻璃形成合金在接近或高于其玻璃化转变温度时不会表现出这种热稳定性不稳定的行为。因此，在这些模拟中表现出的微观结构不太可能反映他们试图阐明的玻璃态合金的实际微观结构或断裂行为。
2018-09-21 cond-mat.mtrl-sci
A Multiscale Constitutive Model for Metal Forming of Dual Phase Titanium Alloys by Incorporating Inherent Deformation and Failure Mechanisms
延展性金属在破坏前要经历相当大的塑性形变。空隙成核、生长和聚结是此类金属的失效机制。α/β钛合金具有延展性，因其独特的性能如比强度、断裂韧性、耐腐蚀性和抗疲劳失效性而被广泛使用。据报道，这些合金中的空隙在α和β相之间的相边界上成核。基于晶体塑性有限元法（CPFEM）对α相和β相界面处空洞生长的研究结果[1]，[2]，建立了空洞成核、生长和合并模型。将现有的单相晶体塑性理论扩展到双相钛合金变形和失效的物理机制。各种因素（应力三轴度，Lode参数，变形状态（等效应变），和相边界倾斜）对空穴的成核，生长和合并的影响被用来制定本构模型，而它们的相互作用与传统的晶体塑性理论的建立。对模型进行了广泛的参数评估，以量化和了解材料参数对整体材料响应的影响。所提出的模型的性能进行评估和验证，通过比较所提出的模型的结果与RVE的研究结果。本构模型在α/β钛合金部件成形工艺设计和优化中的应用也通过实验数据得到了证明。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Glass transitions, semiconductor-metal (SC-M) transitions and fragilities in Ge-V-Te (V=As, or Sb) liquid alloys: the difference one element can make
测量了Ge-As-Te系统的玻璃化转变温度（Tg）和液体脆性，并与孪生系统Ge-Sb-Te在相同Ge含量下的玻璃形成能力的缺乏进行了对比。在后一种体系中建立为无晶体污染的一种组合物显示出与更共价的体系相反的行为。在硫族元素即S、Se或Te不同的三个系统Ge-As-硫族元素中，Tg与键密度的比较表明，随着硫族元素变得更具金属性，即在S<Se<Te的顺序中，键密度对Tg的影响系统地变弱，在= 2.3处具有交叉<r>。当更具金属性的Sb取代大于2.3的As<r>时，初始金属性而不是定向键共价性显然获得了物理控制权。这导致我们的电子电导率的检查，然后，超导体到金属（SC-M）的转变，其相关的热力学表现，在相关的液体合金。如前所述，热力学成分控制液体的脆性，并在冷却过程中引起脆性到强的转变。我们初步得出结论，在相变材料（PCM）的液态行为是由液-液（SC-M）已成为淹没在液相线表面以下的转变。在Ge-Te二元的情况下，粗略的外推GeTe化学计量表明，SC-M转变位于熔点以下约20%，这表明与深入研究的“隐藏的液-液（LL）转变”，在过冷水中。在水的情况下，超快结晶开始在高脆性域约4%以上的TLL位于约15%以下（环境压力）熔点。
2017-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermo-mechanical finite element analysis of the AA5086 alloy under warm forming conditions
温成形技术已成功地应用于实验室水平，以克服一些重要的缺点，如成形性差，回弹大的铝镁合金。然而，这些过程的数值模拟需要采用热-机械耦合有限元分析，使用温度相关的材料模型。热机械行为的数值描述可能需要大量的实验测试。这些实验测试应在与成形过程中观察到的条件相同的条件下进行。在这项研究中，一个圆筒形杯温拉深分析，包括开口环试验，以评估温度对回弹的影响。在分析成形工艺条件的基础上，采用率无关热弹塑性材料模型描述了AA 5086铝合金的热机械行为。采用的硬化规律与温度有关，而屈服函数与温度无关。然而，屈服准则参数是基于加热工具的温度来选择的。实际上，该模型假设刀具的温度是均匀的和恒定的，采用可变的界面传热系数。所提出的有限元模型的准确性进行评估，通过比较数值和实验结果。当坯料的各向异性行为被准确描述时，预测的冲压力、厚度分布和凸耳轮廓与实验测量非常吻合。然而，这并不能保证正确的回弹预测，回弹预测受到弹性特性（即杨氏模量）的强烈影响。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and the glass transition in pnictide and chalcogenide semiconductor alloys. Part I: The formation of the $ppσ$-network
半导体玻璃表现出许多独特的光学和电子异常。我们已经提出了一个半现象学的方案（J. Chem. Phys. 132，044508（2010）），其中这些异常中的几个产生于深中间带隙电子态，所述深中间带隙电子态驻留在玻璃化转变以上的活化输运所固有的高应变区域上。在这里，我们演示了在分子水平上如何实现这种情况下，在一个重要的类半导体玻璃，即硫族元素和磷族元素的合金。玻璃本身和本征电子中间能隙态都是由于形成由$σ$键合的原子$p$ -轨道组成的网络而出现的，所述轨道仅弱杂化。尽管有大量的弱键，这些$ppσ$ -网络是稳定的竞争类型的键合，同时表现出高度的结构简并性。的稳定性合理化的帮助下，在此提出的结构模型，其中$ppσ$网络的高对称性结构的破坏和扭曲的版本。后一种结构表现出精确的八面体配位并且是完全共价键合的。本方法提供了一个微观路线，在玻璃半导体的电子和结构激发的完全一致的描述。
2010-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
