journal article·2023-03

Viscosity and structure relaxation in Zr60Cu20Al10Ni10 metallic glass

Ziyun Long, Liwei Kong, Pingjun Tao, Zhenghua Huang, Xuguang Zhu, Xi Xu, Yuanzheng Yang

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Abstract

This work reports the estimation of the viscosity, relaxation time and free volume of Zr 60Cu 20Al 10Ni 10 metallic glass (MG) by extrapolating differential scanning calorimetry (DSC), thermo-mechanical analyzer (TMA), and nanoindentation measurement data. The structural relaxation process of Zr 60Cu 20Al 10Ni 10 MG is shown through the study of viscosity and relaxation behavior also displayed by these measurements. It has the ability to exhibit strong fluid behavior near the glass transition temperature and exhibits a large strength parameter of 26.9 and a Vogel-Fulcher-Tamman temperature of 378 K. At the same time its stress relaxation exhibits sensitivity to strain rate and paused load. Finally, we estimated the residual free volume from melt freezing inside the Zr 60Cu 20Al 10Ni 10 MG by DSC technique as 0.041. These results indicate that the Zr 60Cu 20Al 10Ni 10 MG has a large free volume and exhibits both strong fluidic properties and significant stress relaxation behavior.
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Research context

OpenAlex topics: Metallic Glasses and Amorphous Alloys · Material Dynamics and Properties · Glass properties and applications

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References (59)

Show source-provided references
1. Klement · Nature · 1960 · 187 · 86910.1038/187869b0 ↗
2. Zhu · Phys. Rev. Lett. · 2017 · 119
3. Sun · Phys. Rev. Lett. · 2019 · 123
4. Bruning · Phys. Rev. B · 1990 · 41 · 267810.1103/PhysRevB.41.2678 ↗
5. Chen · Phys. Rev. B · 2022 · 105
6. Busch · Acta Mater · 1998 · 46 · 472510.1016/S1359-6454(98)00122-0 ↗
7. Cohen · J. Chem. Phys. · 1959 · 31 · 116410.1063/1.1730566 ↗
8. Cohen · Phys. Rev. B · 1959 · 20 · 107710.1103/PhysRevB.20.1077 ↗
9. Spaepen · Acta Metall · 1977 · 25 · 40710.1016/0001-6160(77)90232-2 ↗
10. Nagel · Phys. Rev. B · 1999 · 60 · 921210.1103/PhysRevB.60.9212 ↗
11. Gangopadhyay · Phys. Rev. Mater. · 2020 · 4
12. Bi · Phys. Rev. Lett. · 2018 · 12010.1103/PhysRevLett.120.155501 ↗
13. Luckabauer · Phys. Rev. B · 2019 · 9910.1103/PhysRevB.99.140202 ↗
14. Zhai · J. Alloys Compd. · 2014 · 615 · S910.1016/j.jallcom.2013.11.120 ↗
15. Qiao · Prog. Mater. Sci. · 2019 · 104 · 25010.1016/j.pmatsci.2019.04.005 ↗
16. Chen · Appl. Phys. Lett. · 1976 · 28 · 24510.1063/1.88725 ↗
17. Sheng · Nature · 2006 · 439 · 41910.1038/nature04421 ↗
18. Yavari · Acta Mater · 2005 · 53 · 161110.1016/j.actamat.2004.12.011 ↗
19. Xu · Scr. Mater. · 2010 · 62 · 67410.1016/j.scriptamat.2010.01.025 ↗
20. Fan · Phys. Rev. B · 2000 · 61 · R376110.1103/PhysRevB.61.R3761 ↗
21. Sinning · Phys. Rev. Lett. · 2000 · 85 · 320110.1103/PhysRevLett.85.3201 ↗
22. Apih · Phys. Rev. B · 2003 · 6810.1103/PhysRevB.68.212202 ↗
23. Son · Mater. Trans. · 2009 · 50 · 202110.2320/matertrans.MRA2008419 ↗
24. Long · J. Alloys Compd. · 2022 · 91210.1016/j.jallcom.2022.165071 ↗
25. Van Den Beukel · J. Sietsma, Acta Metall. Mater. · 1990 · 38 · 38310.1016/0956-7151(90)90142-4 ↗
26. Tuintra · Acta Metall. Mater. · 1995 · 43 · 281510.1016/0956-7151(94)00450-V ↗
27. Jiang · Acta Mater · 2020 · 184 · 6910.1016/j.actamat.2019.11.039 ↗
28. Al-Mukadam · Acta Mater · 2021 · 22110.1016/j.actamat.2021.117370 ↗
29. Gallino · Acta Mater · 2007 · 55 · 136710.1016/j.actamat.2006.09.040 ↗
30. Shadowspeaker · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 85 · 250810.1063/1.1796523 ↗
31. Launey · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 9110.1063/1.2766659 ↗
32. Adam · J. Chem. Phys. · 1965 · 43 · 13910.1063/1.1696442 ↗
33. Tanaka · Phys. Rev. Lett. · 2003 · 90
34. Senkov · Phys. Rev. B · 2007 · 7610.1103/PhysRevB.76.104202 ↗
35. Sun · J. Therm. Anal. Calorim. · 2017 · 129 · 142910.1007/s10973-017-6336-y ↗
36. Nascimento · Phys, Rev. B · 2006 · 7310.1103/PhysRevB.73.024209 ↗
37. Angell · J. Non-Cryst. Solids · 1991 · 131-133 · 1310.1016/0022-3093(91)90266-9 ↗
38. Nemilov · Glass Phys. Chem. · 2000 · 26 · 51110.1023/A:1007168712556 ↗
39. Angell · Science · 1995 · 267 · 192410.1126/science.267.5206.1924 ↗
40. Ohsaka · Appl. Phys. Lett. · 1997 · 70 · 72610.1063/1.118250 ↗
41. Busch · Appl. Phys. Lett. · 1998 · 72 · 269510.1063/1.121102 ↗
42. Busch · J. Appl. Phys. · 1995 · 77 · 403910.1063/1.359485 ↗
43. Dong · Appl. Phys. Lett. · 2021 · 118
44. Yamasaki · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 84 · 465310.1063/1.1759768 ↗
45. Yamasaki · Scr. Mater. · 2005 · 53 · 6310.1016/j.scriptamat.2005.03.021 ↗
46. Tao · J. Alloy. Compd. · 2022 · 90710.1016/j.jallcom.2022.164450 ↗
47. Phillips · Rep. Prog. Phys. · 1996 · 59 · 113310.1088/0034-4885/59/9/003 ↗
48. Castellero · Acta Mater · 2008 · 56 · 377710.1016/j.actamat.2008.04.021 ↗
49. Gong · Mater. Sci. Eng. A · 2017 · 688 · 17410.1016/j.msea.2017.01.094 ↗
50. Z. Long, P. Tao, L. Kong, et al. Mater. Sci. Eng. A online. 10.1016/j.msea.2022.144513.
51. Ke · J. Alloy. Compd. · 2019 · 788 · 39110.1016/j.jallcom.2019.02.256 ↗
52. Johnson · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95
53. Guo · J. Mater. Sci. Technol. · 2017 · 33 · 127210.1016/j.jmst.2016.10.014 ↗
54. Demetriou · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 12310.1038/nmat2930 ↗
55. Liu · Science · 2007 · 315 · 138510.1126/science.1136726 ↗
56. Gong · Mater. Sci. Eng. A · 2020 · 79710.1016/j.msea.2020.140078 ↗
57. Beukel · Acta Metall. Mater. · 1990 · 38 · 38310.1016/0956-7151(90)90142-4 ↗
58. Chen · J. Non-Cryst. Solids · 1978 · 27 · 25710.1016/0022-3093(78)90128-X ↗
59. Lad · Thermochim. Acta · 2008 · 437 · 7410.1016/j.tca.2008.04.011 ↗