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J. Chim. Phys.
Volume 79, 1982
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Page(s) | 579 - 582 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jcp/1982790579 | |
Published online | 29 May 2017 |
Effet de la variation de volume à la fusion sur l’amorphisabilite des alliages par trempe de l’état liquide
Laboratoire de Thermodynamique et Physico-Chimie Métallurgiques L.T.P.C.M. associé au C.N.R.S. (L.A. n° 29) — E.N.S.E.E.G., Domaine Universitaire B.P. 44, 38401 Saint Martin d’Hères, France.
En utilisant le “modèle de volume libre” pour la viscosité des métaux liquides, l’effet de variation de volume à la fusion, ΔVS = Vl — Vs, sur le volume libre du liquide en avant de l’interface cristal-liquide, et sur la croissance cristalline a été mise en évidence.
Nous notons que de larges populations (1012/cm3) de germes cristallins formées lors de la trempe ont été détectées dans certains alliages amorphes de type métal de transition — métalloide (par exemple Fe80B20). Nous montrons que si comme pour les métaux purs, 0.06V0 > ΔVS > 0.02V0 (V0 étant le volume par atome), l’élaboration de ces alliages ne serait pas possible par trempe depuis l’état liquide.
Nous présentons des données expérimentales qui indiquent que pour les alliages eutectiques métal de transition — métalloïde, ΔVS est nul ou négatif.
Si la nucléation des phases cristallines est supprimée, la variation de volume à la fusion (ΔVS) n’intervient pas dans la cinétique d’amorphisation. Par contre, si l’on forme de larges populations de germes cristallins lors de la trempe, un [math] est nécessaire pour amorphiser à partir de l’alliage liquide.
Abstract
Using the “free volume” expression for viscosity in the Stokes-Einstein relation for the coefficient of atomic diffusion, expressions are derived for the crystal growth rate and the critical quench rate for glass formation in terms of the free volume content, Vf, of supercooled liquid alloys. The contribution of the volume change per atom ΔVS = Vl — VS, on crystallisation, to the free volume, Vf in the liquid layer ahead of the crystal liquid interface is then considered.
Note is taken of recent detection of large (1012 cm—3) populations of quenched in crystalline nuclii in some transition metal metalloid glasses (Fe80B20). It is found that if, as in pure metals, [math], where V0 is the alloy volume per atom the glassy state of these alloys would be inaccessible via liquid-quenching.
Using available amorphous liquid and crystalline state density data, ΔVs is estimated and found to be nul or negative for transition metal-metalloid glasses.
As long as nucleation of the crystalline phases can be avoid during the quench, the volume change on crystallisation does not affect the kinetics of glass formation. It is however, concluded that when nuclii do form during the quench, such as in Fe — Banc Au — Si glasses [math] is required for amorphisability via liquid quenching.
© Paris : Société de Chimie Physique, 1982