Effect of solute atoms on glass-forming ability for Fe–Y–B alloy: An ab initio molecular dynamics study
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Abstract
Abstract The glass-forming abilities of Fe 78 B 22 , Fe 70 Y 6 B 24 , Fe 72 Y 6 B 22 and Fe 72.5 Y 3.5 B 24 alloys were characterized comprehensively using ab initio molecular dynamics simulations. The calculated results were correlated with the properties and atomic structures. It was found that the Fe 72 Y 6 B 22 alloy consists of both the most stable and the least deformed body centered cubic atomic packing structures in the supercooled liquid and glassy states. It was observed that the local compositions in the Fe 72 Y 6 B 22 alloy significantly deviate from the compositions of stable crystalline phases, indicating that the Fe 72 Y 6 B 22 alloy has the best glass-forming ability among the alloys studied. However, Fe 72 Y 6 B 22 alloy has two flaws in terms of glass-forming ability, i.e. relatively large atomic diffusivity and insufficiently close atomic packing. The best performance in these two aspects is observed in the Fe 72.5 Y 3.5 B 24 alloy. Thus, the theoretical study predicts that the best glass former for the Fe–Y–B system is within the compositional range of 22–24 at.% B and 3.5–6 at.% Y.
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Research context
OpenAlex topics: Metallic Glasses and Amorphous Alloys · Glass properties and applications · Material Dynamics and Properties
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References (76)
Show source-provided references
1. Inoue · Mater T Jim · 1991 · 32 · 60910.2320/matertrans1989.32.609 ↗
2. Xu · Phys Rev Lett · 2004 · 92 · 24550410.1103/PhysRevLett.92.245504 ↗
3. Kang · Mater T Jim · 2000 · 41 · 84610.2320/matertrans1989.41.846 ↗
4. Greer · Nature · 1993 · 366 · 30310.1038/366303a0 ↗
5. Inoue · Acta Mater · 2000 · 48 · 27910.1016/S1359-6454(99)00300-6 ↗
6. Johnson · MRS Bull · 1999 · 24 · 4210.1557/S0883769400053252 ↗
7. Greer · Science · 1995 · 267 · 194710.1126/science.267.5206.1947 ↗
8. Lu · Phys Rev Lett · 2003 · 91 · 11550510.1103/PhysRevLett.91.115505 ↗
9. Wang · Intermetallics · 2002 · 10 · 124910.1016/S0966-9795(02)00140-1 ↗
10. Lu · J Mater Sci · 2004 · 39 · 396510.1023/B:JMSC.0000031478.73621.64 ↗
11. Wang · Prog Mater Sci · 2007 · 52 · 54010.1016/j.pmatsci.2006.07.003 ↗
12. Ma · Appl Phys Lett · 2005 · 86 · 19190610.1063/1.1922570 ↗
13. Lu · Appl Phys Lett · 2003 · 83 · 258110.1063/1.1614833 ↗
14. Lin · Appl Phys Lett · 2005 · 86 · 16250110.1063/1.1901808 ↗
15. Zhang · Scripta Mater · 2005 · 53 · 18310.1016/j.scriptamat.2005.03.042 ↗
16. Huang · J Alloys Compd · 2009 · 485 · L3510.1016/j.jallcom.2009.06.049 ↗
17. Shen · Acta Mater · 2001 · 49 · 83710.1016/S1359-6454(00)00365-7 ↗
18. Pan · J Appl Phys · 2010 · 107 · 03350310.1063/1.3298502 ↗
19. Murty · Int Mater Rev · 1998 · 43 · 10110.1179/imr.1998.43.3.101 ↗
20. Tilocca · Phys Rev B · 2007 · 76 · 22420210.1103/PhysRevB.76.224202 ↗
21. Li · Phys Chem Chem Phys · 2014 · 16 · 150010.1039/C3CP53192A ↗
22. Biswas · J Phys: Condens Matter · 2009 · 21 · 084207
23. Han · Intermetallics · 2014 · 46 · 2910.1016/j.intermet.2013.10.012 ↗
24. Lee · Phys Rev B · 2010 · 81 · 10420410.1103/PhysRevB.81.104204 ↗
25. Kumar · Phys Rev B · 2011 · 84 · 13420410.1103/PhysRevB.84.134204 ↗
26. Hostert · J Phys: Condens Matter · 2011 · 23 · 475401
27. Wu · Appl Phys Lett · 2010 · 96 · 04312110.1063/1.3298555 ↗
28. Kresse · Comput Mater Sci · 1996 · 6 · 1510.1016/0927-0256(96)00008-0 ↗
29. Kresse · J Phys: Condens Matter · 1994 · 6 · 8245
30. Swope · J Chem Phys · 1982 · 76 · 63710.1063/1.442716 ↗
31. Lin · J Chem Phys · 2003 · 119 · 1179210.1063/1.1624057 ↗
32. Han · Fluid Phase Equilib · 2013 · 360 · 4410.1016/j.fluid.2013.09.006 ↗
33. Wang · Acta Mater · 2004 · 52 · 266510.1016/j.actamat.2004.02.014 ↗
34. Wang · Phys Rev Lett · 2000 · 84 · 322010.1103/PhysRevLett.84.3220 ↗
35. Qin · Acta Phys -Chim Sin · 2012 · 28 · 158610.3866/PKU.WHXB201205042 ↗
36. Sheng · Nature · 2006 · 439 · 41910.1038/nature04421 ↗
37. Finney · Nature · 1977 · 266 · 30910.1038/266309a0 ↗
38. Le Roux · Comput Mater Sci · 2010 · 49 · 7010.1016/j.commatsci.2010.04.023 ↗
39. Hirata · Mater Trans · 2005 · 46 · 278110.2320/matertrans.46.2781 ↗
40. Huang · J Alloys Compd · 2008 · 460 · 70810.1016/j.jallcom.2007.09.063 ↗
41. Vollmayr · J Chem Phys · 1996 · 105 · 471410.1063/1.472326 ↗
42. Bengtzelius · J Phys C: Solid State Phys · 1984 · 17 · 591510.1088/0022-3719/17/33/005 ↗
43. Leutheusser · Phys Rev A · 1984 · 29 · 276510.1103/PhysRevA.29.2765 ↗
44. Vollmayr · Phys Rev B · 1996 · 54 · 1580810.1103/PhysRevB.54.15808 ↗
45. Caprion · J Chem Phys · 2002 · 117 · 281410.1063/1.1492797 ↗
46. Wang · J Mater Process Technol · 2009 · 209 · 460110.1016/j.jmatprotec.2008.10.048 ↗
47. Jakse · J Phys: Condens Matter · 2011 · 23 · 404205
48. Wang · Phys Rev B · 2008 · 78 · 18420410.1103/PhysRevB.78.184204 ↗
49. Jakse · Sci Rep · 2013 · 3 · 313510.1038/srep03135 ↗
50. Lee · J Chem Phys · 2007 · 126 · 16450110.1063/1.2718521 ↗
51. Alfè · J Chem Phys · 2011 · 135 · 02410210.1063/1.3605601 ↗
52. Wang · Physica B · 2011 · 406 · 308910.1016/j.physb.2011.05.013 ↗
53. Debela · J Phys: Condens Matter · 2014 · 26 · 055004
54. Zhao · Acta Mater · 2014 · 67 · 26610.1016/j.actamat.2013.12.037 ↗
55. Faupel · Rev Mod Phys · 2003 · 75 · 23710.1103/RevModPhys.75.237 ↗
56. Marques · Physica A · 2005 · 345 · 39510.1016/j.physa.2004.07.023 ↗
57. Svab · J Phys-Paris · 1985 · 46 · 26710.1051/jphyscol:1985839 ↗
58. Hobbs · Phys Rev B · 2000 · 62 · 1155610.1103/PhysRevB.62.11556 ↗
59. Waseda · 1980
60. Schenk · Phys Rev Lett · 2002 · 89 · 07550710.1103/PhysRevLett.89.075507 ↗
61. Warren · 1990
62. Cheng · Prog Mater Sci · 2011 · 56 · 37910.1016/j.pmatsci.2010.12.002 ↗
63. Hirata · Phys Rev B · 2006 · 74 · 21420610.1103/PhysRevB.74.214206 ↗
64. Cheng · Appl Phys Lett · 2008 · 93 · 05191010.1063/1.2966154 ↗
65. Liu · J Phys: Condens Matter · 2008 · 20 · 465105
66. Ganesh · Phys Rev B · 2008 · 77 · 01420510.1103/PhysRevB.77.014205 ↗
67. Matubara · J Mater Sci · 1988 · 23 · 75310.1007/BF01174716 ↗
68. Cervinka · J Non-Cryst Solids · 1998 · 232 · 110.1016/S0022-3093(98)00457-8 ↗
69. Cowlam · J Phys: Condens Matter · 2011 · 23 · 496005
70. Villars · 1997
71. Lu · Acta Mater · 2002 · 50 · 350110.1016/S1359-6454(02)00166-0 ↗
72. Inoue · Acta Mater · 2011 · 59 · 224310.1016/j.actamat.2010.11.027 ↗
73. Cheney · J Alloys Compd · 2009 · 471 · 22210.1016/j.jallcom.2008.03.071 ↗
74. Okamoto · J Phase Equilib Diff · 2004 · 25 · 29710.1007/s11669-004-0128-3 ↗
75. Zhang · J Phase Equilib · 1992 · 13 · 510.1007/BF02645368 ↗
76. Sun · J Appl Phys · 2009 · 106 · 07352010.1063/1.3245324 ↗