The effects of chemical short-range order on crystallization pathway in ternary marginal glass forming alloys

Bütün metalik cam oluşturan sistemler arasında, Al bazlı camsı alaşımlar (Al-RE ya da Al-TM-RE), alışılmadık devitrifikasyon davranışları sebebiyle son dönemlerde büyük ilgi görmektedir. Kristallenme esnasında amorf matris içerisinde gelişen nanokristal populasyonu 1024 m-3 değerine kadar ulaşabilmekte ve bu durum klasik çekirdeklenme teorisiyle açıklanamamaktadır. Al90RE10 (RE: Sm, Tb, Y) ikili alaşım sistemleri üzerinde daha önce yapılan çalışmalar, sıvı yapıdan süregelen topolojik orta erimli düzenin, yüksek yoğunluklu nanokristal oluşumunda etkili olduğunu göstermiştir. Bu çalışma kapsamında ise, kimyasal düzenin devitrifike üçlü metalik cam sistemleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), üç boyutlu atom prob tomografisi (APT) ve yüksek enerjili sinkrotron X-ışını kırınımı (HEXRD) karakterizasyon methodları kullanılarak özellikle Al90Sm5Tb5 ve Al90Y5Tb5 üçlü metalik cam alaşımları incelenmiştir. Toplam nadir toprak elementi (RE) miktarı sabit olmasına rağmen, Tb atomlarının %5 Y ya da Sm ile yer değiştirmesinin, Al90RE10 (RE: Sm, Tb, Y) ikili sistemlere kıyasla, devitrifikasyon yolunu değiştirdiği gözlemlenmiştir. Al-RE ikili alaşım sistemlerinde görülmeye alışkın olunan geleneksel fcc-Al nanokristallenme eğilimi, Al90Sm5Tb5 alaşımında farklılık göstermiştir. Bunun yerine, TEM analizlerinde intermetalik fazlar içerisine gömülmüş ymk-Al nanokristallerin oluşumu gözlemlenmiştir. Bu davranış, geleneksel düşük şiddetli ve geniş ymk-Al nanokristallenme sinyalinin yerini sivri, belirgin entalpi değişimli ısı veren dönüşüm sinyalinin aldığı DSC sonuçlarıyla da desteklenmiştir. Bu araştırma FA9550-20-1-0261 kontrak numarası ile AFOSR tarafından desteklenmiştir.