RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2026
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Cтатьи, принятые к публикации
Обзоры актуальных проблем


Использование энтропийных представлений для анализа структурной упорядоченности, склонности к релаксации, стеклообразующей способности металлических стёкол и их расплавов

 а,  б,  б
а Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация
б Воронежский государственный педагогический университет, ул. Ленина 86, Воронеж, 394043, Российская Федерация

Представлен обзор нового подхода к анализу структурной упорядоченности, склонности к структурной релаксации и стеклообразующей способности (СОС) металлических стекол (МС) и их расплавов на основе энтропийных представлений. Ключевой идеей этого подхода является определение избыточной энтропии ΔS стекла относительно кристалла. Величина ΔS очень чувствительна к изменению структуры МС при термообработке в пределах некристаллического состояния. Показано, что чем выше ΔS, тем ниже энтропия смешения ΔSmix. Введен безразмерный параметр структурного порядка, эффективный для описания эволюции структуры МС и коррелирующий с СОС расплава. Рассмотрена связь ΔS с фрагильностью, проанализирована избыточная энтропия в расчете на атом и энтропия "дефектов" структуры МС. Кратко рассмотрен вопрос применения подхода к неметаллическим стеклам.

Ключевые слова: металлические стекла, избыточная энтропия, параметр порядка, фрагильность, стеклообразующая способность, дефекты
PACS: 05.30.Fk
DOI: 10.3367/UFNr.2026.10.040210
Цитата: Кобелев Н П, Макаров А С, Хоник В А "Использование энтропийных представлений для анализа структурной упорядоченности, склонности к релаксации, стеклообразующей способности металлических стёкол и их расплавов" УФН, принята к публикации

поступила: 19 мая 2026, доработана: 30 сентября 2026, 2 октября 2026

English citation: Kobelev N P, Makarov A S, Khonik V A “Using entropy concepts to analyze structural ordering, relaxation propensity, and glass-forming ability of metallic glasses and their melts” Phys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2026.10.040210

Список литературы (96) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Wang W H Mater. Futures 4 033001 (2025)
  2. Кобелев Н П, Хоник В А УФН 193 718 (2023); Kobelev N P, Khonik V A Phys. Usp. 66 673 (2023)
  3. Kauzmann W Chem. Rev. 43 219 (1948)
  4. Gibbs J H, DiMarzio E A J. Chem. Phys. 28 373 (1958)
  5. GoldsteM J. Chem. Phys. 51 3728 (1969)
  6. Debenedetty P G, Stillinger F H Nature 410 259 (2001)
  7. Fan Y, Iwashita T, Egami T Nature Commun. 8 15417 (2017)
  8. Adam G, Gibbs J H J. Chem. Phys. 43 139 (1965)
  9. Sciortino F, Kob W, Tartaglia P Phys. Rev. Lett. 83 3214 (1999)
  10. Angell C A J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 102 171 (1997)
  11. Cao L L, Wang Y J J. Phys. Chem. Lett. 15 811 (2024)
  12. Sastry S Nature 409 164 (2001)
  13. Кончаков Р А, Макаров А С, Афонин Г В, Цзиао Ц Ч, Кобелев Н П, Хоник В А Письма в ЖЭТФ 119 446 (2024); Konchakov R A, Makarov A S, AfonG V, Qiao J C, Kobelev N P, Khonik V A JETP Lett. 119 458 (2024)
  14. GoldsteM J. Chem. Phys. 64 4767 (1976)
  15. Gujrati P D, GoldsteM J. Phys. Chem. 84 860 (1980)
  16. Johari G P J. Chem. Phys. 112 7518 (2000)
  17. Ozawa M, Parisi G, Berthier L J. Chem. Phys. 149 154501 (2018)
  18. Yang M J. Phys. Chem. Lett. 13 7889 (2022)
  19. Karthika S, Radhakrishnan T K, Kalaichelvi P Cryst. Growth Des. 16 6663 (2016)
  20. Wilde G Appl. Phys. Lett. 65 397 (1994)
  21. Lu I-R J. Non-Cryst. Solids 250 577 (1999)
  22. Glade S C J. Appl. Phys. 87 7242 (2000)
  23. Fecht H J, Johnson W L Mater. Sci. Eng. A 375 2 (2004)
  24. Busch R, Schroers J, Wan W H MRS Bull. 32 620 (2007)
  25. Neuber N Acta Mater. 220 117300 (2021)
  26. Немuлов С В Физика и химия стекла 7 575 (1981)
  27. Немилов С В Физика и химия стекла 8 385 (1982)
  28. Makarov A S, AfonG V, Qiao J C, Glezer A M, Kobelev N P, Khonik V A J. Phys. Condens. Matter. 33 435701 (2021)
  29. Макаров А С, Кретова М А, Афонин Г В, Цзиао Ц Ч, Глезер А М, Кобелев Н П, Хоник В А Письма в ЖЭТФ 115 110 (2022); Makarov A S, Kretova M A, AfonG V, Qiao J C, Glezer A M, Kobelev N P, Khonik V A JETP Lett. 115 102 (2022)
  30. Makarov A S, AfonG V, Konchakov R A, Khonik V A, Qiao J C, Vasiliev A N, Kobelev N P Scr. Mater. 239 115783 (2024)
  31. Giordano V M, Ruta B Nature Commun. 7 10344 (2016)
  32. Nemilov S V J. Non-Cryst. Solids 355 607 (2009)
  33. Немилов С В Физика и химия стекла 8 385 (1982)
  34. Немилов С В, Муратов А В Физика и химия стекла 9 589 (1982)
  35. Makarov A, Kretova M, AfonG, Kobelev N, Khonik V Metals 12 1964 (2022)
  36. Yeh J-W Adv. Eng. Mater. 6 299 (2004)
  37. Cantor B Mater. Sci. Eng. A 375 213 (2004)
  38. George E P, Raabe D, Ritchie R O Nature Rev. Mater. 4 515 (2019)
  39. Luan H J. Mater. Sci. Technol. 161 50 (2023)
  40. Wada T Materialia 7 100372 (2019)
  41. Luan H Nature Commun. 13 2183 (2022)
  42. Chen C J Intermetallics 157 107887 (2023)
  43. Zhang L T Scr. Mater. 214 114673 (2022)
  44. Jiang J Nature Commun. 12 3843 (2021)
  45. Huo J Chin. Phys. Lett. 39 046401 (2022)
  46. Chen Yu, Dai Z-W, Jiang J-Z J. Alloys Compd. 866 158852 (2021)
  47. Dehkordi Z K, Malekan M, Nili-Ahmadabadi M J. Non-Cryst. Solids 576 121265 (2022)
  48. Zhang L T Int. J. Plasticity 157 103402 (2022)
  49. Wang Y J. Nucl. Mater. 527 151785 (2019)
  50. Mansoori G A J. Chem. Phys. 54 1523 (1971)
  51. AfonG V, Qiao J C, Makarov A S, Konchakov R A, Goncharova E V, Kobelev N P, Khonik V A Appl. Phys. Lett. 124 151905 (2024)
  52. He Q F JOM 69 2092 (2017)
  53. AfonG V, Scherbakov S L, Konchakov R A, Kobelev N P, Cui J B, Qiao J C, Khonik V A J. Alloys Compd. 1048 185200 (2025)
  54. Makarov A S, Cui J B, Qiao J C, AfonG V, Kobelev N P, Khonik V A Intermetallics 175 108478 (2024)
  55. Makarov A S, Konchakov R A, Kobelev N P, Khonik V A Materialia 42 102471 (2025)
  56. Mitrofanov Yu P, Kobelev N P, Khonik V A J. Non-Cryst. Solids 497 48 (2018)
  57. Cui J B, Konchakov R A, AfonG V, Makarov A S, Lyu G J, Qiao J C, Kobelev N P, Khonik V A Intermetallics 185 108858 (2025)
  58. Макаров А С, Кончаков Р А, Афонин Г В, Цзиао Ц Ч, Кобелев Н П, Хоник В А Письма в ЖЭТФ 120 794 (2024); Makarov A S, Konchakov R A, AfonG V, Qiao J C, Kobelev N P, Khonik V A JETP Lett. 120 759 (2024)
  59. Nemilov S V J. Non-Cryst. Solids 353 4613 (2007)
  60. Angell C A Science 267 1924 (1995)
  61. Angell C A MRS Bull. 33 544 (2008)
  62. Oldekop W Glastechnische Berichte 30 8 (1957)
  63. Angell C A, Strong and fragile liquids. (Eds K L Ngai, G B Wright) Relaxations in Complex Systems (Springfield, VA: Natl. Technical Inform. Service, U.S. Department of Commerce, 1985) p. 3--12
  64. Angell C A J. Non-Cryst. Solids 131 13 (1991)
  65. Martinez L M, Angell C A Nature 410 663 (2001)
  66. Krausser J Phys. Rev. B 95 104203 (2017)
  67. Lind M L, Duan G, Johnson W L Phys. Rev. Lett. 97 015501 (2006)
  68. Novikov V N, Sokolov A P Nature 431 961 (2004)
  69. Yang M Mater. Res. Lett. 6 495 (2018)
  70. Scopigno T Science 302 849 (2003)
  71. Zong H Results Phys. 8 253 (2018)
  72. Ediger M D, Angell C A, Nagel S R J. Phys. Chem. 100 13200 (1996)
  73. Lunkenheimer P, Samwer K, Loidl A Phys. Rev. B 110 134110 (2024)
  74. Lunkenheimer P, Samwer K, Loidl A Phys. Rev. B 113 054108 (2026)
  75. Lunkenheimer P Nature Phys. 19 694 (2023)
  76. Dyre J C, Hechsher T, Niss K J. Non-Cryst. Solids 355 624 (2009)
  77. Dyre J C Rev. Mod. Phys. 78 953 (2006)
  78. Немилов С В Журн. физической химии 42 1391 (1968)
  79. Spaepen F Acta Metall. 25 407 (1977)
  80. Argon A S Acta Metall. 27 47 (1979)
  81. Falk M L, Langer J S Phys. Rev. E 57 7192 (1998)
  82. Wu Y C Scr. Mater. 134 75 (2017)
  83. Wang Z, Wang W H Nat"ure Sci. Rev. 6 304 (2019)
  84. Qiao J C Prog. Mater. Sci. 104 250 (2019)
  85. Kobelev N P, Khonik V A, AfonG V, Kolyvanov E Non-Cryst. Solids 411 1 (2015)
  86. AfonG V, Mitrofanov Yu P, Makarov A S, Kobelev N P, Wang W H, Khonik V A Acta Mater. 115 204 (2016)
  87. Makarov A S, Mitrofanov Yu P, AfonG V, Kobelev N P, Khonik V A Intermetallics 87 1 (2017)
  88. Mitrofanov Yu P, Wang D P, Wang W H, Khonik V A J. Alloys Compd. 677 80 (2016)
  89. Кончаков Р А, Макаров А С, Афонин Г В, Кретова М А, Кобелев Н П, Хоник В А Письма в ЖЭТФ 109 473 (2019); Konchakov R A, Makarov A S, AfonG V, Kretova M A, Kobelev N P, Khonik V A JETP Lett. 109 000 (2019)
  90. Konchakov R A, Makarov A S, Kobelev N P, Glezer A M, Wilde G, Khonik V A J. Phys. Condens. Matter. 31 385703 (2019)
  91. Makarov A S, AfonG V, Konchakov R A, Qiao J C, AronA S, Kobelev N P, Khonik V A J. Non-Cryst. Solids 558 120672 (2021)
  92. Spaepen F Philos. Mag. 85 2979 (2005)
  93. Granato A V Eur. J. Phys. B 87 18 (2014)
  94. Granato A V J. Non-Cryst. Solids 352 4821 (2006)
  95. AfonG V, Qiao J C, Makarov A S, Kobelev N P, Khonik V A J. Alloys Compd. 996 174783 (2024)
  96. AfonG V, Kobelev N P, Khonik V A, Nemilov S V Phys. Status Solidi RRL 1800167 (2018)
© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение