冰球突破
北京凝聚态物理国家研究中心
EX4组供稿
第99期
2020年12月08日
合金新物态——金属冰川玻璃的发现

  bingchuanbolitaizuoweiyizhongxinxingfeijingyawentai,tadetifazuizaochuxianyu1996nian。dangnian,meiguojiazhoudaxueluoshanjifenxiaodekivelsonyanjiuzufaxian,ruguozaiyizhongfenziyeti——yalinsuansanbenzhi(tpp)——deguolengyetiqujianneidetedingwenduxiajinxingbaowen,tpphuizhuanbianchengyizhongnengliangjieyufeijingtaihejingtaizhijiandexinwutai,jibingchuanbolitai。zheizhongzhuanbianbeichengweibingchuanhuaguocheng,tashuyutongchengfenxiayizhongyetixianglingyizhongyetidejiegouzhuanbian(yeyexiangbian),qixiangbianchanwushibingchuanbolitai。bingchuanbolitaijiyoufeijingdejiegou,youxiangjingtiyiyangnenggouronghua;bingchuanbolitaijuyouyubolitaiwanquanbutongdebolihuazhuanbianwendu、cuidu、midu、fanshelvhefenzijiegou。yinci,yanjiubingchuanbolitaijiyoukexueyiyi,youyouyingyongjiazhi。

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  近期,冰球突破/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室博士生沈杰在汪卫华院士、白海洋研究员和孙永昊特聘研究员的共同指导下,成功制备了以镧铈基非晶合金为前驱体的金属冰川玻璃(图1显示了冰川相的二十面体结构序)。首先,他们制备了成分为La32.5Ce32.5Co25Al10(原子百分比)的非晶合金,并发现该样品在差热分析上表现出一个明显的放热峰(图2a);随后,它们对加热过程进行了原位表征,发现新样品的硬度和结构都发生了明显的变化(图2b-d),但转变产物仍为非晶结构(图3);通过将样品在放热峰后快速冷却,他们发现该样品具有新的玻璃化转变温度;由此证实新样品可能是一种潜在的金属冰川态。在本工作中,研究团队利用闪速差示扫描量热仪(FDSC)研究La32.5Ce32.5Co25Al10冰球突破非晶合金在一系列升温速率下的相变路径(图4),发现当升温速率达到400至2000 K/s时,放热峰后会出现一个面积相当的吸热峰;通过调控吸/放热峰后的冷却可以实现冰川玻璃态到初始玻璃态的可逆转变,排除了纳米晶效应。


冰球突破 金属冰川玻璃态的结构,序参量,热力学,动力学表征

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  相关研究成果发表在期刊Journal of Physical Chemistry Letters冰球突破上并入选为封面文章;受理专利:202010636902.X。文章链接:http://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c01789

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