李蕊轩 张勇

(北京科技大学,新金属材料国家重点实验室,北京 100083)

熵在非晶材料合成中的作用∗

李蕊轩 张勇†

(北京科技大学,新金属材料国家重点实验室,北京 100083)

(2017年6月1日收到;2017年6月21日收到修改稿)

熵作为系统的状态函数,对于真实物质体系而言是一个极为重要的物理量.在非晶态合金的制备过程中最具代表性的指导原则有“混乱原理”和井上三原则,二者皆与熵有着紧密的联系.在过去很长一段时间内,这些经验准则指导了大量新型非晶体系的发现,但近些年的实验结果对这些理论提出了质疑.除组元数目之外,还有其他尚待研究的因素也影响着合金体系的玻璃形成能力.本文总结了玻璃转变过程中熵在热力学条件、动力学条件和结构条件中所扮演的角色,阐述了其对玻璃形成能力产生的或正或反的影响.特别是对近几年发展起来的高熵非晶体系的研究有助于开发出临界尺寸更大的非晶合金,也有助于进一步探索多组元合金和非晶形成能力之间的关系.

熵,非晶形成能力,高熵非晶,块体非晶

1 引 言

20世纪30年代初,通过多次蒸发沉积实验,德国物理学家Kramer[1]制备出了Sn的非晶态金属薄膜,这是人类首次发现非晶态金属.1952年,Turnbull通过水银过冷实验总结得出提高冷却速度可以使得金属熔体达到远离平衡态的深过冷温度区间而不发生结晶,冷却速度越快这一现象越明显;随后他又提出,对于任何成分的金属熔体,只要冷却速……