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High entropy state of orientationally-disordered clusters in Zr-based bulk metallic glass

Progress in Natural Science:Materials International 2010年第1期20卷 87-96页

作者： Akira TAKEUCHI Makoto OGATA Akihisa INOUE World Premier International Research Center Tohoku University 2-1-1KatahiraAoba-kuSendai 980-8577Japan Graduate School of Engineering Tohoku University AramakiAoba-kuSendai 980-9482Japan Current affiliation:Materials Research Laboratory Hitachi Ltd. 1-1Omika-cho 7-chomeHitachi-shi319-1292Japan

A phase transformation of a metastable Zr2Ni intermetallic crystalline phase to vitrify was studied with molecular dynamics(MD)simulations based on a plastic crystal model(PCM),which utilizes the orientational disorder of molecules of plastic crystals in a class of soft *** simulation results showed that computational operations in MD-PCM for the random rotations of the clusters in the crystalline phase around their center of gravity and subsequent annealing lead to form a dense random packing structure from the metastable Zr2Ni *** randomly-rotated clusters provide high degrees of freedom in terms of atomic positions,which results in enhancing the glass-forming ability of the *** critical fraction of the number of rotated clusters for forming the glassy phase(fc~R)is evaluated to be ***,the critical fraction of the number of un-rotated clusters(fc~U=1-fc~R) is close to the critical concentration of site percolation for metallic *** mechanism of the metastable Zr2Ni phase to vitrify with increasing f~R was analyzed with a concept of communal entropy in the free volume theory with solid-and liquid-like cells proposed by Cohen and *** MD-PCM for the metastable Zr2Ni phase suggests that Zr-based bulk metallic glass(BMG)can be regarded as an alloy in a high rotation entropy state of clusters and that glass transition takes place by percolation of the nuclei of a liquid-like glassy phase.

关键词： metallic glass molecular dynamics simulation plastic crystal percolation communal entropy

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