Engineering phase change materials (PCM) to realize superior data storage devices requires a detailed understanding of crystallization kinetics and its temperature dependence. The temperature dependence of crystallization differs distinctly between crystallizing from the glassy phase and the undercooled liquid (UCL). Hence, knowing the phase from which crystallization occurs is necessary for predicting the switching ability. Here, we measure the glassy dynamics and crystallization kinetics using calorimetry for heating rates spanning over six orders of magnitude. Our results show that the prominent PCM (Ag,In)-doped Sb2Te (AIST) exhibits a change from crystallizing from the glassy phase to crystallizing from the UCL at a critical heating rate of 5,000 K/s. Above the glass transition, the activation energy of crystallization changes drastically enabling rapid crystallization at elevated temperatures.
Crystallization of metallic glass as a grain-boundary nucleated process: experimental and theoretical evidence for the grain structure of metallic glasses
Effect of changing the rare earth cation type on the structure and crystallization behavior of an aluminoborosilicate glass
一种铝硼硅酸盐玻璃,含有高量的稀土(RE),其组成为50.68 SiO 2 - 4.25 Al 2 O 3 - 8.50 B 2 O 3 - 12.19 Na 2 O- 4.84 CaO - 3.19 ZrO 2 - 16.35 RE 2 O 3(重量%),目前正在研究用于固定化核废料溶液。在这项工作中,我们要调查的影响,改变稀土阳离子类型的玻璃结构和其结晶行为。为此,一系列的玻璃阐述了RE的性质是不同的镧,镥。在该玻璃系列中,仅观察到对玻璃结构的影响很小。相反,通过不同的热处理对结晶行为的强烈影响是显而易见的。以1 μ/℃/min的速度缓慢冷却熔体,发现含有离子半径接近钙的稀土的样品中磷灰石Ca_2RE_8(SiO_4)_6O_2明显结晶。另一种热处理,包括连续的成核和生长阶段,进行强制结晶的散装和减少任何表面结晶效果,提出证据的存在下,一个强烈的非均匀的第二稀土丰富的硅酸盐相的样品含有低离子半径(从Y到Lu)。
Effect of the nature of alkali and alkaline-earth oxides on the structure and crystallization of an aluminoborosilicate glass developed to immobilize highly concentrated nuclear waste solutions
Abrupt crystallization from shock-compressed CaSiO3 glass
Graduate School of Engineering, The University of Osaka(大阪大学研究生院工学研究科);School of Science, Wuhan University of Technology(武汉理工大学理学院);Institute of Laser Engineering, The University of Osaka(大阪大学激光工程研究所);Nevada Extreme Conditions Laboratory, University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校极端条件实验室);RIKEN SPring-8 Center(理化学研究所SPring-8中心);Graduate School of Science, Osaka Metropolitan University(大阪公立大学理学研究科)
Competing crystallization pathways and cold crystallization kinetics in 10OS5 liquid crystal
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所);Faculty of Science, University of Siedlce(谢德尔采大学理学院);Research Center for Thermal and Entropic Science, Graduate School of Science, Osaka University(大阪大学理学研究科热与熵科学研究中心)
Dynamic compression of glassy GeO$2$ up to the TPa range and first observation of shock induced crystallization
European Synchrotron Radiation Facility(欧洲同步辐射装置);Politecnico di Milano(米兰理工大学);Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses, Ecole Polytechnique, CNRS, Commissariat à l’Energie Atomique, Sorbonne Université(高强度激光利用实验室,巴黎综合理工学院,法国国家科学研究中心,法国原子能和替代能源委员会,索邦大学);CEA, DAM, DIF(法国原子能和替代能源委员会,达姆研究部,集成设施);Université Bordeaux, CNRS, CEA, CELIA, UMR 5107(波尔多大学,法国国家科学研究中心,法国原子能和替代能源委员会,CELIA联合研究单位)
Upcycling solar glass into Ce-doped oxyfluorides: spectroscopic and crystallization properties
Universidade Tecnológica Federal do Paraná(巴西联邦技术大学巴拉那分校);Universidade Estadual de Maringá(马里纳加州立大学);Laboratoire CEMHTI, UPR 3079-CNRS(法国国家科学研究中心CEMHTI实验室)
Percolation-driven $β$ -relaxation enables resonant acceleration of crystallization in amorphous phase-change materials
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院);Institute of Physics (IA), RWTH Aachen University(亚琛工业大学物理研究所);Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik II (IWE II), RWTH Aachen University(亚琛大学电气工程材料研究所II);Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik I (IWEI), RWTH Aachen University(亚琛大学电气工程材料研究所I);Center for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University(西安交通大学材料力学行为国家重点实验室合金创新与设计中心);Department of Chemistry, Aarhus University(奥胡斯大学化学系);CENSEMAT Center for Sustainable Energy Materials, Aarhus University(奥胡斯大学可持续能源材料中心)
Shear accelerated crystallization in a supercooled atomic liquid
通过压缩短棒使形成大块金属玻璃的合金在其过冷状态下经受剪切流动以产生扁平圆盘。所得材料在等温退火期间表现出增强的结晶动力学,这反映在相对于未变形的情况结晶时间的减少。从静态到剪切加速结晶的转变与在高于临界剪切速率$\dotγ_c\approx 0.3$ s $^{-1}$的剪切流动期间积累的应变有关,所述临界剪切速率$\dotγ_c\approx 0.3$ s $^{-1}$对应于Péclet数,$Pe\sim\mathcal{O}(1)$。在中等剪切速率下观察到原子系统中的剪切加速结晶是不常见的。这在此是由于过冷液体的显著粘度而成为可能的,该过冷液体在接近玻璃化转变时随温度强烈增加。因此,我们可以预期遇到的非平凡的剪切相关的影响,在热塑性变形的类似系统。
Excellent glass former Ni$_{62}$Nb$_{38}$ crystallizing under combined shear and ultra-high pressure
在某些极端条件下研究凝聚态物质可以更好地理解微观结构转变的机制,并开发具有全新力学性能的材料。本文研究了块体金属玻璃(BMG)Ni $_{62}$ Nb $_{38}$的结构和晶化动力学。我们发现,这种非晶合金快速结晶下的剪切变形和反压的综合作用。揭示了引发形成稳定晶相所需的阈值压力。剪切变形和压力导致相分离:形成两个高密度不均匀的晶体结构。我们发现,这种BMG的结晶发生在两个阶段,由于Ni和Nb晶相的生长速率的显着差异。本文的研究结果对理解镍基非晶合金的晶化和非晶化特征具有重要意义。
Bond orientational ordering in liquids: Towards a unified description of water-like anomalies, liquid-liquid transition, glass transition, and crystallization
Crystallization and Vitrification Kinetics by Design: The Role of Chemical Bonding
控制材料在其结晶相和玻璃相之间的状态已经促进了许多现实世界的应用。然而,结晶和玻璃化动力学的设计规则仍然缺乏预测能力。在这里,我们确定这些过程中的相变材料的化学计量的趋势,即沿着GeTe-GeSe,GeTe-SnTe,和GeTe-Sb 2 Te 3伪二进制线采用泵浦-探测激光装置和量热法。我们发现了一个明确的化学计量的依赖结晶速度沿连接区域的两个基本的键合类型,金属和共价键合的线。增加共价使结晶减慢六个数量级,并促进玻璃化。化学计量依赖性与材料性质相关,例如结晶相的光学性质和键指示剂,相邻原子之间共享的电子数。量子化学图谱解释了这些趋势,并提供了设计结晶动力学的蓝图。
Characterization of the Microstructure of Zirconolite-Based Glass-Ceramics
法国1991年12月的立法促进了对高放废物中长寿命放射性核素的强化分离和调节或嬗变的研究。在这一领域中,我们研究了锆英石基玻璃陶瓷,其中的结晶相(锆英石:CaZrTi 2 O 7),旨在优先纳入次要锕系元素是嵌入在玻璃状钙铝硅酸盐基质。在实验室规模下,母材玻璃的结晶通过两步热处理进行:成核阶段和生长阶段。本文介绍了结晶的演变,然后通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD),与晶体生长热处理的温度,在950度-1350摄氏度的范围内。
采用传统的熔淬工艺制备了3BaO-3 TiO 2-B2 O3(BTBO)系统透明玻璃。差热分析(DTA)技术证实了淬火态样品为玻璃态。使用非等温DTA实验的热参数进行了评估。Kauzmann温度被认为是759 K的基础上的加热速率依赖的玻璃化转变和结晶温度。提出了这些玻璃和微晶玻璃的粘度随温度变化的理论关系式。