Exploring Amorphous Alloys: Advanced Electron Microscopy and Cluster Analysis

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In this study, we explored the atomic structure and orderliness of amorphous alloys through advanced electron microscopy and analytical techniques. Amorphous alloys, characterized by disordered atomic structures, exhibit promising applications in technology. The research addresses a crucial knowledge gap by investigating cluster distribution, particle arrangement, and orderliness within the amorphous matrix. High-resolution electron microscopy (HREM) images are analyzed using diverse algorithms and software tools. The study establishes a correlation between angles approaching 180 degrees and increased orderliness within clusters, highlighting the reliability of angle distribution analysis. Robust indicators, including Div (SP(B/V)) and Div (Mu(B/V)) metrics, assess and compare amorphous alloy samples. Kullback–Leibler (K-L) divergence indicates the significance of cluster ordering, validated by the S-K test. Radial Distribution Function (RDF) analysis uncovers local short-range order, deepening understanding despite limited orderliness discernment. These findings not only enhance our understanding of metallic glasses or amorphous alloys but also offer opportunities for tailored design and improved applications across various technological domains.

作者简介

Dilla Dagim Sileshi

Far Eastern Federal University

编辑信件的主要联系方式.
Email: dilla.d@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9100-1257

PhD student, Institute of Mathematics and Computer Technologies, research engineer, Electron Microscopy and Imaging Laboratory

俄罗斯联邦, Vladivostok

Evgeniy Pustovalov

Far Eastern Federal University

Email: pustovalov.ev@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1036-3975

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor, Department of Information and Computer Systems, Institute of Mathematics and Computer Technologies, Head of the educational program 09.03.02 “Information systems and technologies”, profile “Programming of robotic systems”

俄罗斯联邦, Vladivostok

Alexander Fedorets

Far Eastern Federal University

Email: fedorec.an@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9007-3171

senior lecturer, Department of Information and Computer Systems, Institute of Mathematics and Computer Technologies

俄罗斯联邦, Vladivostok

Anatoliy Frolov

Far Eastern Federal University

Email: frolov.am@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5368-5694

Dr. Sci. (Phys.-Math.), associate professor, Department of Information and Computer Systems, Institute of Mathematics and Computer Technologies

俄罗斯联邦, Vladivostok

参考

  1. Modin E.B., Pustovalov E.V., Fedorets A.N. et al. Atomic structure and crystallization processes of amorphous (co, ni)–p metallic alloy. Journal of Alloys and Compounds. 2015. No. 641. Pp. 139–143.
  2. Turnbull D., Cohen M.H. Under what conditions can a glass be formed? Contemporary Physics. 1970. No. 11 (5). Pp. 473–488.
  3. Chen D.Z., Qi Y., Shen J. Visualization of the atomic structure of metallic glasses by high-resolution transmission electron microscopy. Nature. 2008. No. 454 (7203). Pp. 892–895.
  4. Shen J., Ma E., Chen D.Z. Atomic-level structure and structure–property relationship in metallic glasses. Progress in Materials Science. 2014. No. 60. Pp. 284–341.
  5. Pustovalov E.V., Modin E.B., Frolov A.M. et al. Effect of the process conditions for the preparation of conifesib amorphous alloys on their structure and properties. Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2019. No. 13(4). Pp. 600–608.
  6. Dokmanic I., Parhizkar R., Ranieri J., Vetterli M. Euclidean distance matrices: Essential theory, algorithms, and applications. IEEE Signal Processing Magazine. 2015. No. 32 (6). Pp. 12–30.
  7. Kuleshov E.L. Interval estimation of the probability distribution function. Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2015. No. 51 (2). Pp. 120–123.
  8. Kuleshov E.L. Goodness-of-fit test based on the interval estimation. Opto- electronics, Instrumentation and Data Processing. 2016. No. 52 (1). Pp. 24–29.
  9. Kullback S., Leibler R.A. On information and sufficiency. The Annals of Mathematical Statistics. 1951. No. 22 (1). Pp. 79–86.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Examples of HRTEM images and scatterplot graph: a – HRTEM image CoP; b – HRTEM image-NiW; c – Scatterplot graph of the NiW sample

下载 (1MB)
索引源数据
3. Fig. 2. Cluster visualizations for clusters of sizes 4, 5, and 6

下载 (35KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Cluster points distribution for multiple samples, illustrating the relationship between cluster size and orderedness

下载 (27KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Linearized Kullback–Leibler divergence for bonds to vertices ratio CDF (Div (SP(B/V) on left axis) and for Lebesgue measure for bonds to vertices ratio (Div (Mu(B/V) on right axis) depending on level of ordering in the images

下载 (29KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Probability distributions of angles for six samples, with a reference sample characterized by a high degree of orderedness

下载 (32KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Radial distribution function for amorphous alloys

下载 (39KB)
索引源数据


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».