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Estudio de la dinámica estructural en materiales metálicos en estado vítreo

La candidata Yajuan Duan defendió la tesis el 13 de marzo de 2024. La tesis, co-dirigida por los Dres. Jichao Qiao (Northwestern Polythecnic University, Xi'an) y Eloi Pineda (UPC), muestra cómo la dinámica estructural y la movilidad atómica de materiales metálicos con estructura no cristalina evoluciona durante tratamientos térmicos y mecánicos. Este estudio permite mejorar el preprocesado de estos materiales para modificar y mejorar sus propiedades mecánicas.

Los vidrios metálicos, especialmente los vidrios metálicos de alta entropía, caracterizados por su microestructura y propiedades mecánicas únicas, proporcionan una forma eficaz de investigar la dinámica de relajación y aspectos relacionados en el campo de la ciencia del vidrio. Esta tesis doctoral se centra en la heterogeneidad dinámica y estructural de los vidrios metálicos, con énfasis en los de alta entropía. vidrios metálicos, desentrañando la compleja correlación entre sus características microestructurales, comportamiento térmico y propiedades mecánicas. La investigación tiene como objetivo no sólo mejorar la comprensión teórica de estos materiales sino también explorar métodos novedosos para su modulación y optimización.

Se estudia una caracterización extensa de la heterogeneidad dinámica y estructural en vidrios metálicos. El estudio revela una disminución crítica de la heterogeneidad dinámica dependiente de la temperatura y mejora nuestra comprensión de las propiedades fundamentales de los vidrios metálicos, especialmente en relación con su respuesta mecánica. Además, se desvela la modulación de la heterogeneidad dinámica en vidrios metálicos. Los estudios mediante cargas cíclicas dinámicas, pruebas de fluencia y mediciones de relajación de tensiones proporcionan una comprensión más profunda de los bucles de histéresis mecánica y los mecanismos de deformación inelástica. Finalmente, se investiga la correlación intrínseca entre la dinámica y la termodinámica en vidrios metálicos de alta entropía en dominios de frecuencia súper alta y extremadamente baja.

En general, esta disertación contribuye sustancialmente al dominio de la física del desequilibrio en materiales vítreos. El análisis exhaustivo y los hallazgos de esta investigación brindan conocimientos novedosos sobre la dinámica de envejecimiento y relajación de los vidrios metálicos, lo que mejora nuestra comprensión de estos materiales complejos. El análisis exhaustivo y los nuevos hallazgos presentados en este documento tienen implicaciones de gran alcance para el desarrollo, la optimización y la aplicación de vidrios metálicos, allanando el camino para futuros avances en su aplicación y funcionalidad.

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