RUB » Bibliotheksportal

Marian Bruns

• In this thesis, we explore the effect of cryogenic thermal cycling on amorphous solids via molecular dynamics simulations. Such low-temperature treatment may facilitate the application of metallic glasses a structural components, utilizing their unique mechanical properties. We give an introduction in to molecular dynamics simulations and the physics of amorphous solids. Using the Kob-Anderson model, we illustrate various properties of this class of materials. We discuss the glass transition and the dynamics in liquids and glasses. Emphasis is put on the importance of physical aging in amorphous Materials: a slow-down of relaxation dynamics and an increase of brittleness. This motivates the following study of cryogenic thermal cycling of metallic glasses. We analyze its effects and gain insight into how it rejuvenates the atomic structure, enhancing the material's plasticity.
• In dieser Arbeit untersuchen wir mit Molekulardynamiksimulationen den Effekt kryogener thermischer Zyklen auf amorphe Festkörper. Solch eine Tieftemperaturbehandlung kann die Verwendung metallischer Gläser als Strukturkomponenten erleichtern und so ihre besonderen mechanischen Eigenschaften nutzbar machen. Wir geben eine Einführung in Molekulardynamiksimulationen und die Physik amorpher Festkörper. Mit dem Kob-Andersen Modell veranschaulichen wir eine Vielzahl der Eigenschaften dieser Materialklasse. Wir diskutieren den Glasübergang und die Dynamik in Flüssigkeiten und Gläsern. Dies verdeutlicht die Bedeutung physikalischen Alterns in amorphen Materialien: eine Verlangsamung struktureller Relaxation und einer Zunahme der Sprödigkeit. An diesem Punkt setzt die nachfolgende Untersuchung der kryogenen Behandlung metallischer Gläser an. Wir analysieren die Effekte und erhalten so Einblick, wie sich atomare Struktur erneuert und so die Plastizität des Materials verbessert.