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Nature Comm報(bào)道非晶合金液液相變新發(fā)現(xiàn)
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2015年7月13日的Nature Communications雜志（自然•通訊）刊發(fā)了由華中科技大學(xué)材料學(xué)院和材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心的柳林研究組、中國(guó)科學(xué)院物理研究所的汪衛(wèi)華研究組、中國(guó)人民大學(xué)的李茂枝研究組、美國(guó)北卡羅來納大學(xué)（UNC-Chapel Hill）的吳躍研究組合作完成的關(guān)于La基非晶合金液體在液相線溫度以上的液液相變的研究。題目為Evidence of liquid-liquid transition in glass forming La50Al35Ni15 melt above liquidus temperature。http://www.nature.com/ncomms/2015/150713/ncomms8696/pdf/ncomms8696.pdf 非晶合金液體是否可以發(fā)生液液相變？這一問題對(duì)于揭示非晶合金液體隨溫度的結(jié)構(gòu)變化及其熱力學(xué)特征具有十分重要的意義。由于潛在的液液相變可能直接影響非晶合金液體的特性，包括金屬玻璃轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特征，因此受到廣泛關(guān)注。目前，所有被懷疑是非晶合金液液相變的跡象都出現(xiàn)在過冷液態(tài)區(qū)（熔化溫度以下），亞穩(wěn)態(tài)液體的晶化問題阻礙了從實(shí)驗(yàn)上仔細(xì)觀察和證實(shí)液液相變的發(fā)生，并且容易被晶化效應(yīng)的假象所誤導(dǎo)。這是目前研究液液相變的第一個(gè)難點(diǎn)。不同晶相具有明顯的結(jié)構(gòu)差異，而相同組份的不同液相的結(jié)構(gòu)特征差異往往會(huì)非常的微妙。加之液體的長(zhǎng)程無序結(jié)構(gòu)，液液相變很難用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段探測(cè)到。這是目前研究非晶合金液液相變的第二個(gè)難點(diǎn)。許巍等用核磁共振的Knight位移和弛豫時(shí)間對(duì)La50Al35Ni15非晶合金液體進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)該體系在液相線溫度以上存在液液相變，并且具備一級(jí)相變特征的過冷現(xiàn)象。他們用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法進(jìn)一步找到了此相變的結(jié)構(gòu)變化信息，發(fā)現(xiàn)相變過程中密度未發(fā)生明顯變化，但與五重對(duì)稱性相關(guān)的局域結(jié)構(gòu)卻發(fā)生了突變，證實(shí)了該液液相變是由局域結(jié)構(gòu)序參量決定的一級(jí)相變。研究結(jié)果表明局域結(jié)構(gòu)序參量對(duì)決定液體結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)具有重要影響，很可能對(duì)于描述玻璃轉(zhuǎn)變具有重要意義。這一研究結(jié)果不僅首次從實(shí)驗(yàn)上在非晶合金的平衡熔體中發(fā)現(xiàn)了液液相變，并且對(duì)于進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)玻璃轉(zhuǎn)變和形成這一重要的科學(xué)問題提供了新的思路。 |
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2015-07-15 17:23:06, 3.18 M
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