Szkła metaliczne i ich wyjątkowe właściwości
Zuzanna Kostera podczas jednej z sesji plakatowych
Artykuł opisujący badania mgr inż. Zuzanny Kostery i jej promotorów, prof. Jerzego Antonowicza i dr. Przemysława Dzięgielewskiego, znalazł się w czasopiśmie New Journal of Physics.
Szkła metaliczne to niezwykłe materiały o unikalnych właściwościach wynikających z ich nieuporządkowanej struktury atomowej. W przeciwieństwie do tradycyjnych stopów metali, nie mają one dalekozasięgowego uporządkowania w strukturze atomowej, co nadaje im wyjątkową wytrzymałość mechaniczną i szereg innych właściwości, które silne zależą od wpływu zewnętrznych czynników, takich jak np. ciśnienie.
Prace trojga fizyków wpisują się w nurt badań mających na celu zrozumienie mikroskopowego mechanizmu odkształcenia i wywołanych ciśnieniem przemian zachodzących w amorficznych stopach metali.
W opublikowanej pracy badacze przyjrzeli się stopowi metalicznemu Ni64Zr36 w warunkach ekstremalnego ciśnienia. Badania przeprowadzone metodami dynamiki molekularnej i teorii funkcjonału gęstości (DFT) pozwalają zrozumieć, jak ciśnienie rzędu 120 GPa wpływa na uporządkowanie lokalne oraz rozkład ładunków między atomami niklu i cyrkonu. Wyniki wskazują, że pod wpływem ciśnienia wzrasta liczba klasterów o symetrii ikosaedru, struktury o najwyższym możliwym upakowaniu atomów w układach amorficznych, co stabilizuje strukturę tego stopu. Powyżej ciśnienia 50 GPa pojawiają się pary atomów Zr o istotnie skróconych odległościach międzyatomowych, które dodatkowo wzmacniają to uporządkowanie. W pracy wykazano także przyczyny powstawania takich par i powiązano je ze zmianami stanu ładunkowego, w szczególności atomów Zr.
To badanie dostarcza istotnych informacji na temat zachowania Zr szkieł metalicznych w ekstremalnych warunkach. Zrozumienie tych procesów może przyczynić się do tworzenia nowoczesnych materiałów o niespotykanych wcześniej właściwościach.
