Estudi de l’evolució de la dinàmica estructural durant el procés d’envelliment físic en un aliatge vitri.

Els vidres metàl·lics destaquen per les seves característiques micro-estructurals úniques i les seves propietats mecàniques excepcionals, esdevenint materials interessants per explorar la dinàmica de relaxació i altres fenòmens relacionats amb l’estat vitri. Aquesta tesi doctoral presenta una investigació detallada de l’heterogeneïtat dinàmica i estructural de l’aliatge vitri Zr46.8Ti8.2Cu7.5Ni10Be27.5 (conegut comercialment com Vit4), per tal de comprendre millor les complexes relacions entre la seva dinàmica estructural, comportament tèrmic i propietats mecàniques. L’objectiu general és avançar en el coneixement teòric de l’estat vitri en materials metàl·lics i, alhora, desenvolupar tècniques innovadores per a la modificació i optimització de les propietats d’aquests materials.

Els materials en estat vitri es troben en un estat termodinàmic fora de l’equilibri. Tot i que semblen sòlids estables, en realitat pateixen un procés de canvi estructural cap a l’equilibri amb una cinètica extremadament lenta. Durant aquest procés, les propietats d’aquests materials canvien enormement, en el que s’anomena envelliment físic. Mehran Nabahat, ha caracteritzat com evoluciona el comportament viscoelàstic d’aquests materials fent assajos a alta temperatura, on la cinètica s’accelera i permet estudiar aquest procés d’envelliment físic durant escales de temps factibles al laboratori. Les observacions han permès determinar que l’espectre de processos de relaxació es fa més ample a mida que el material accedeix a estats cada cop més pròxims a l’equilibri, és a dir, augmenta l’heterogeneïtat dinàmica i, per altra banda, a les temperatures més baixes el procés d’envelliment passa a ser controlat per un procés de relaxació secundari. Aquest estudi permetrà un millor control de les propietats dels vidres metàl·lics mitjançant tractaments tèrmics.