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M: Metallphysik
M 21: Symposium Unterkühlte Metallschmelzen VII
M 21.1: Fachvortrag
Dienstag, 27. März 2001, 11:45–12:00, S12
Messungen der dynamischen Viskosität und der thermischen Ausdehnung in unterkühlten Metallschmelzen nahe der Glastemperatur — •Peter Rösner, Manfred Weiss und Konrad Samwer — I. Physikalisches Institut, Bunsenstr. 9, 37073 Göttingen
Das metallische System Zr65AlxCu35−x ermöglicht durch ein großes Temperaturintervall der unterkühlten Schmelze die Messung von thermophysikalischen Größen wie Viskosität, spezifische Wärme, thermische Ausdehnung oder anelastische Relaxation, die entscheidenden Einfluß auf die Modellierung des Glasübergangs haben. Durch DMA-Experimente gewonnene Resultate zeigen, dass sich dieser metallische Glasbildner nicht näherungsweise durch ein Modellsystem harter Kugeln beschreiben läßt. Die Breite des Relaxationszeitspektrums, das durch den Kohlrausch-Williams-Watts-Exponenten (KWW) β beschrieben wird, wie auch die Temperaturabhängigkeit der Viskosität, quantifiziert durch den Fragilitätsindex m lassen viel mehr auf eine Kooperativität der Atombewegung schließen. Die Kooperativität führt zu einem schmalen Relaxationszeitspektrum und damit bei der Glastemperatur zu einem relativ hohen KWW-Exponenten zwischen 0.6 und 0.67. Es wird vermutet, dass die Kooperativität auf Bereiche lokal erhöhter Packungsdichte mit geringer Atombewegung zurückzuführen ist, die als Cluster bezeichnet werden. Da die DMA-Methode Messungen bei Frequenzen bis zu 50 Hz ermöglicht, kann die α-Relaxation gut untersucht werden. Um auch die β-Relaxation bestimmen zu können, sind Messungen bei höheren Frequenzen (einige kHz) nötig wie sie in Zukunft geplant sind. Unterstützt durch die DFG SPP Unterkühlte Metallschmelzen, Sa337/6.