Низкотемпературные упругие свойства объёмных металлических стёкол на основе циркония

Abstract

Температурная зависимость упругих постоянных сij(T) объёмных металлических стёкол на основе циркония Zr₄₁,₂Ti₁₃,₈Cu₁₂,₅Ni₁₀Be₂₂,₅ та Zr₅₂,₅Ti₅Cu₁₇,₉Ni₁₄,₆Al₁₀ (ат.%) детально изучена в диапазоне температур от 78К до 300К методом резонансной ультразвуковой спектроскопии. Результаты позволили определить температурное поведение как механических свойств – сдвиговых, продольных, объёмных модулей упругости, коэффициента Пуассона, так и вибрационных характеристик – параметров Грюнайзена и температуры Дебая. Анализ сij(T) проведён на основе физической модели атомной упаковки кластеров с икосаэдрической симметрией атомного упорядочения.

Температурну залежність пружніх сталих сij(T) об’ємного металевого скла на основі цирконію Zr₄₁,₂Ti₁₃,₈Cu₁₂,₅Ni₁₀Be₂₂,₅ та Zr₅₂,₅Ti₅Cu₁₇,₉Ni₁₄,₆Al₁₀ (ат.%) детально вивчено в діяпазоні температур від 78 К до 300 К методою резонансної ультразвукової спектроскопії. Результати уможливили визначити температурну поведінку як механічних властивостей – зсувних, поздовжніх, об’ємних модулів пружности, Пуассонового коефіцієнта, так і вібраційних характеристик – Ґрюнайзенових параметрів і Дебайової температури. Аналіз сij(T) проведено на основі фізичної моделі атомового пакування кластерів з ікосаедричною симетрією атомового впорядкування.

Temperature dependences of elastic constants, сij(T), of Zr-based bulk metallic glasses (BMG), Zr₄₁,₂Ti₁₃,₈Cu₁₂,₅Ni₁₀Be₂₂,₅ та Zr₅₂,₅Ti₅Cu₁₇,₉Ni₁₄,₆Al₁₀ (at.%), are studied in detail within the range of temperature from 78 K up to 300 K using resonant ultrasound spectroscopy. The results enable one to determine the temperature behaviour of both the mechanical properties–the shear, longitudinal, bulk elastic moduli, the Poisson’s ratio, and the vibrational characteristics–Grüneisen parameters and Debye temperature. Analysis of сij(T) is based on the physical model of the close packing of atomic clusters with icosahedral symmetry of atomic ordering.