Role of Al in Cu–Zr–Al thin film metallic glasses: molecular dynamics and experimental study

Abstract

Článek se zabývá rolí Al v tenkovrstvých kovových sklech založených na Cu a Zr. Využíváme kombinaci simulací procesu růstu atom po atomu pomocí molekulární dynamiky s magnetronovým naprašováním. Vycházíme z dříve studovaného složení Cu0,46Zr0,54, a zaměřujeme se na vliv přidání Al do Cu0,46Zr0,54 (simulace) a Cu0,46(Zr+Hf)0,54 (naprašování). Dosavadní stav poznání je prohlouben díky kvantifikaci homogenity, densifikace, uspořádání na krátkou vzdálenost (vazebné preference a koordinační čísla) a střední vzdálenost (common neighbor a network ring statistics) a funkčních vlastností (tvrdost, Youngův modul, teplota skelného přechodu a krystalizační teplota) v širokém rozsahu obsahů Al (0 až 20 %) a podmínek přípravy. Identifikovali jsme klíčové stavební jednotky Cu–Zr–Al: ikosahedrální klastry (12 vrcholů) centrované kolem Cu a Al a supraikosahedrální klastry (16 vrcholů) centrované kolem Zr. Simulace na atomární úrovni poskytly mnoho experimentálně nedostupných informací a vysvětlily experimentální data.