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On the elastic microstructure of bulk metallic glasses

  • Metallic glasses (MGs) are known to be structurally heterogeneous at the nanometer (nm) scale. In addition, elastic property mapping has indicated the presence of at least an order-of-magnitude larger length scales, of which the origin continues to remain unknown. Here we demonstrate the existence of an elastic decorrelation length of the order of 100 nm in a Zr-based bulk MG using spatially resolved elastic property mapping via nanoindentation. Since compositional modulations sufficiently large to account for this elastic microstructure were not resolved by analytical scanning-transmission electron microscopy, chemical phase separation such as spinodal decomposition cannot explain their occurrence as previously suggested. Instead, we argue that the revealed long-range elastic modulations stem from structural variations affecting the local density. These emerge during solidification and are strongly influenced by the cooling constraints imposed on bulk MGs during the casting process.

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Autor*innen:Birte Riechers, C. Ott, S. M. Das, C. Liebscher, K. Samwer, P. M. Derlet, Robert Maaß
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials & Design
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Verlagsort:Amsterdam, Niederlande
Jahrgang/Band:229
Aufsatznummer:111929
Erste Seite:1
Letzte Seite:8
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Elastic microstructure; Metallic glasses; Nanoindentation
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1016/j.matdes.2023.111929
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-573504
ISSN:0264-1275
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:20.04.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:31.07.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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