深过冷液体中等温结晶动力学的实时观测
无序系统与神经网络
2017-03-07 v1 材料科学
软凝聚态物质
摘要
在熔融温度 以下，晶体是典型的元素或分子系统的稳定相。然而，将液体冷却至 以下，结晶绝非必然。液体可以过冷，最终在玻璃转变温度 以下形成玻璃。尽管超冷液体和玻璃寿命长且存在强能垒从而产生表观稳定性，它们本质上仍是亚稳态，且相对于晶体在热力学上不稳定。本文研究了典型强玻璃形成体 GeO 在 1100 K 的深过冷液体中的等温结晶动力学，该温度约在 与 中间。结晶过程通过时间分辨中子衍射观测了约三天。数据显示非晶结构向 α-石英相连续重组，最终材料由浸入低密度残余非晶基质中的晶域组成。对衍射图样的定量分析可确定晶体与非晶相对比例的随时间演化，并通过结晶动力学的经验模型进行解释。该方法很好地描述了实验数据，并识别出晶体与非晶之间类似捕食者-猎物的机制，其中密度变化起到阻塞势垒的作用。
引用
@article{arxiv.1611.03687,
title = {Real-time observation of the isothermal crystallization kinetics in a deeply supercooled liquid},
author = {M. Zanatta and L. Cormier and L. Hennet and C. Petrillo and F. Sacchetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.03687},
year = {2017}
}