De kwetsbaarheid van vloeistof is hoe de vloeibaarheid van een vloeistof verandert met de temperatuur. Het wordt beschouwd als een van de belangrijkste eigenschappen van een vloeistof. Aangenomen wordt dat een lage kwetsbaarheid de vorming van metalen glazen bevordert. Toch blijft de kwetsbaarheid slecht begrepen omdat experimentele gegevens over de samenstellingsafhankelijkheid ervan schaars zijn.
Het meten van de kwetsbaarheid van een breed scala aan metallische glasvormende vloeistoffen is vrij moeilijk. Maar wetenschappers van Yale universiteit hebben een methode ontwikkeld om te meten hoe de vloeibaarheid van een vloeistof verandert met de temperatuur. De methode die de filminflatiemethode (FIM) wordt genoemd, meet de kwetsbaarheid van een breed scala aan metallische glasvormende vloeistoffen.
De methode stelt wetenschappers in staat een duidelijker beeld te krijgen van de eigenschappen van de vloeistoffen. Tegelijkertijd ontkent het de lang gekoesterde veronderstelling in het veld dat een lage fragiliteit beter is voor vorming metalen bril.
De eigenaardige atomaire structuren van deze materialen zijn verantwoordelijk voor hun eigenschappen; als metalen glazen afkoelen van een vloeistof naar een vaste stof, rangschikken hun atomen zich willekeurig in plaats van te kristalliseren zoals gewone metalen doen.
Jan Schroers, hoogleraar werktuigbouwkunde & materiaalkunde, zei, "De methode is een" grote stap in de richting van "het uitzoeken van de lastige fysica van metallisch glas. Vooral het vloeibare deel van het vormingsproces is verwarrend.”
“De vloeibare toestand is voor ons de moeilijkste staat om te begrijpen, te meten. Eigenlijk is alles bekend over vaste stoffen, hoe de atomen rangschikken, en we kunnen het allemaal op een computer berekenen - je hoeft bijna geen experimenten meer te doen. Gas is ook heel gemakkelijk omdat de atomen zo ver van elkaar verwijderd zijn dat ze geen interactie hebben. Vloeibaar, als staat weten we er bijna niets van.”
"Dit stelt ons in staat om theorieën over glasvorming uit te breiden, wat een van de grootste mysteries in de natuurkunde is."
Journal Reference:
- Kube, SA, Sohn, S., Ojeda-Mota, R. et al. Samenstellingsafhankelijkheid van de kwetsbaarheid in metallische glasvormende vloeistoffen. Nat Commun 13 (3708). DOI: 10.1038/s41467-022-31314-3
