유리와 비정질 재료

수 mm 이상의 두께에서도 유리가 되는 벌크 금속 유리를 만들기 쉬운 합금의 조건으로 경험적으로 알려진 조합(이노우에의 경험 법칙)은 무엇인가?

  1. A2종류의 원소만으로 이루어지고, 융점이 높은 순금속에 가까운 조성으로, 액상선 온도가 높다
  2. B원자 반경이 거의 같은 3종류 이상의 원소를 조합하여, 원소끼리의 혼합열이 양이 되도록 한다
  3. C3종류 이상의 원소로 이루어지고, 주요 원소의 원자 반경 차이가 약 12% 이상이며, 혼합열이 음이다
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정답: C. 3종류 이상의 원소로 이루어지고, 주요 원소의 원자 반경 차이가 약 12% 이상이며, 혼합열이 음이다

이노우에의 경험 법칙은 다성분일 것, 주요 원소의 원자 반경 차이가 약 12% 이상일 것, 혼합열이 음일 것의 세 가지입니다. 크기가 다른 원자가 서로 끌어당기면서 섞이면 액체는 원자가 조밀하게 채워진 흐트러진 배열이 되어, 원자의 확산과 재배열이 느려집니다. 또한 많은 원소를 포함한 액체에서 결정이 생기려면 원자를 크게 재배열해야 하므로, 결정의 핵생성과 성장이 일어나기 어려워집니다. 깊은 공정에 가까운 조성에서 액상선 온도가 내려가는 것도 도움이 됩니다. 원자 반경이 같고 혼합열이 양인 조합은 고용체나 상분리를 만들기 쉬우며, 순금속에 가까운 조성은 10⁶ K/s 정도의 급랭으로도 거의 유리가 되지 않습니다.

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