Nanoidentation von Nanogläsern
Einsichten aus atomistischen Computersimulationen des mechanischen Verhaltens
16.04.2021 von K. Albe
Metallische Nanogläser sind nichtkristalline Feststoffe, die durch Kaltverdichtung nanometergroßer metallischer Glaspartikel synthetisiert werden können. Die Mikrostruktur von Nanogläsern besteht aus glasartigen Körnern, die durch Glas-Glas-Grenzflächen verbunden sind. Diese Grenzflächenbereiche sind durch ein Exzessvolumen, eine fehlerhafte Nahbereichsordnung und eine abweichende Zusammensetzung charakterisiert.
In der vorliegenden Arbeit modellieren wir die Nanoindentation von Cu64Zr36-Nanogläsern durch molekulardynamische Simulationen. Wir untersuchen den Einfluss der chemischen Entmischung auf die Glas-Glas-Grenzflächen und die Auswirkungen der strukturellen Relaxation, indem wir kalt-kompaktierte und getemperte Nanogläser vergleichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die mechanischen Eigenschaften von Nanogläsern hauptsächlich durch den strukturellen Zustand der Grenzflächen gesteuert werden, während in unserem Modellsystem die chemische Segregation zu den Grenzflächen die mechanischen Eigenschaften nur geringfügig beeinflusst.
