Correlation between rearrangements and soft modes in polymer glasses during deformation and recovery
我们探讨软振动模式和局部弛豫事件之间的联系,在物理老化过程中的聚合物玻璃,在恒定应变速率下的主动变形,和随后的恢复。一个软字段的最低能量的正常模式的振幅的叠加,并发现预测高达70%的重排。在老化和恢复阶段,随着物理老化引起的能量势垒的升高,柔软度和重排之间的重叠逐渐增加,同时屈服使重叠迅速恢复到新制备的玻璃的重叠。在应变硬化区,单轴拉伸变形的相关性上升,但不是简单的剪切。这些趋势可以通过考虑两种变形协议中软模式的不同程度的本地化来解释。
2015-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The effect of cryogenic thermal cycling on aging, rejuvenation, and mechanical properties of metallic glasses
采用分子动力学模拟研究了模型玻璃在热循环作用下的结构弛豫、势能态和力学性能。我们研究了一种非添加剂的二元混合物,它是从液相退火到低于玻璃化转变的低温不同的冷却速率。通过在恒定压力下反复加热和冷却系统来施加热处理,从而在热膨胀时暂时引起内应力。我们发现,退火不良的玻璃被重新定位到逐步降低水平的势能在连续的周期,而退火良好的玻璃可以在足够大的幅度的热循环再生。此外,对于所有冷却速率,在一定温度幅值下检测到100次循环后的最低水平的势能。到不同能态的结构转变伴随着原子的集体非仿射位移,这些原子被组织成团簇,其典型尺寸随着冷却速率或温度振幅的增加而变大。我们发现,弹性模量和峰值的应力过冲表现出明显的最大值的循环振幅,这对应于最小的势能。模拟结果表明,屈服峰作为循环振幅的函数,快速退火的玻璃表示在较低的冷却速率制备的玻璃中的最大应力的下限。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aging in thermal active glasses
众所周知,玻璃质材料可以经历老化,即,它们的性质随时间逐渐改变。有越来越多的证据表明,致密的活性和生命系统也表现出许多玻璃态行为的特征,但在很大程度上仍然不知道物理老化是如何表现在这种活性玻璃态材料。我们的目标是探索主动和被动热眼镜是否以根本不同的方式老化。为了解决这一问题,我们数值研究了二维被动和主动布朗模型玻璃形成者的淬火后从高到低的温度的老化动力学。我们发现,在主动热玻璃的老化是由热效应和主动效应之间的时间依赖性的竞争,与明确的材料的年龄演变的有效温度。此外,与被动老化现象学,我们发现,在主动老化系统的动态异质性的程度是相对较小的,并显着恒定的年龄。我们的结论是,经常调用的映射之间的主动系统和一个被动的一个具有较高的有效温度严格打破老化后,和热活性玻璃的老化动力学不同,在几个不同的方式从被动和无热活性的情况下。
2021-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct visualization of aging in colloidal glasses
我们使用共聚焦显微镜直接观察老化胶体玻璃的动态。我们准备了一个高密度的胶体悬浮液,一个简单的模型系统,与其他玻璃共享许多属性,并通过搅拌样品开始实验。我们在搅拌后跟踪了数千个胶体颗粒的运动,观察到它们的运动随着样品的老化而明显减慢。老龄化具有时空异质性。此外,虽然特征弛豫时间尺度随着样品年龄的增长而增长,但在所有时间尺度上都继续发生非平凡的粒子运动。
2002-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses: thermal activation, extreme value statistics and kinetic freezing
在远低于其玻璃化转变的温度下,块体金属玻璃的变形性质的特征在于从弹性到塑性的急剧转变、可再现的屈服应力以及该应力随温度升高而近似线性地减小。在目前的工作中,它表明,当过冷液体制度的众所周知的属性,在潜在的势能景观方面,被假定为在低温下也是有效的,一个简单的热激活模型是能够再现所观察到的宏观产量的发病。在这些温度下,复杂的势能景观的热可及性急剧降低,极端值的统计和动力学冻结现象变得重要,影响介导弹性到塑性转变的不可逆结构转变的空间异质性。随着温度的升高和接近玻璃化转变温度,该理论能够顺利过渡到高温变形制度,其中塑性是已知的热激活粘塑性模型很好地描述。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress Relaxation in Aging Soft Colloidal Glasses
研究了人工合成粘土Laponite在水溶液中施加阶跃应变的应力松弛行为。应力表现出两步衰减,从中提取的慢松弛模式作为样本年龄和施加的阶跃应变变形的函数。有趣的是,我们估计的慢时间尺度随着应变振幅的增加而显着增强。我们认为,该系统最终探索更深的部分,其能源景观后的步骤应变的应用。
2010-03-25 cond-mat.soft
Dielectric spectroscopy on aging glasses
在目前的工作中,我们提供了修改的拉伸指数行为的适用性的进一步证据,最近提出的用于描述低于玻璃化温度的老化时间依赖性数据[P.Lunkenheimer等人,物理修订版信函95(2005)055702]。我们分析时间依赖性的介电损耗数据在各种老化的玻璃,包括新的数据Salol和碳酸丙烯酯,使用传统的拉伸指数和新提出的方法。此外,在不同的测量频率,这是预测的基础上的新方法,老化数据的缩放,检查其有效性。
2005-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Aging and Energy Landscapes: Application to Liquids and Glasses
平衡状态下的液体状态方程,写在势能景观形式主义,推广到描述的平衡条件。在老化过程中,系统探索与平衡配置相关的盆地的假设是推导中的关键因素。理论预测成功地与不同老化过程的分子动力学模拟的数据,如温度和压力的跳跃。
2002-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Irreversible Eshelby description of aging in glasses
最近描述的冷却通过玻璃化转变的不可逆的结构Eshelby重排与一个单一的平均虚构的温度扩展到虚构的温度分布的平均一个。延伸对冷却扫描只有很小的影响,但事实证明是必要的,以了解加热回到平衡。
2019-04-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Spatiotemporal structures in aging and rejuvenating glasses
复杂的时空结构在玻璃冷却后老化和玻璃加热后再生的过程中发展。理解这些结构的关键是激活的重新配置事件之间的相互作用,产生的流动性和流动性的运输。这两种效应都是由激活事件的随机一阶跃迁理论与非均匀环境中的模式耦合理论相结合来解释的。预测的修改流动性运输的时间过程中的老化制度是温和的。相比之下,通过传播源自初始重新配置事件的增强移动性的前沿,再生过程受到强烈影响。再生玻璃中的结构类似于火焰。沿着燃烧理论的分析提供了对前缘传播速度的估计。对于具有自由表面的玻璃,自然会发生不均匀的再生。与燃烧的类比也提供了一种新的方式来看待由情况II和超级情况II扩散描述的玻璃吸收稀释剂。
2008-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Aging of rotational diffusion in colloidal gels and glasses
我们研究了旋转扩散的老化Laponite悬浮液的浓度范围很广,使用去偏振动态光散射。测得的取向关联函数经历了一个遍历到非遍历的过渡,其特征在于浓度依赖性的遍历打破时间。我们发现,作为等待时间的函数,与旋转自由度相关的弛豫时间,当与它们的遍历性破坏时间成比例时,在两个不同的主曲线上崩溃。这些主曲线是类似的那些先前发现的平移动力学;这两个不同类别的行为归因于胶体凝胶和玻璃。因此,旋转自由度的老化动力学提供了胶体凝胶和玻璃的不同动力学行为的另一个签名。
2012-03-30 cond-mat.soft physics.chem-ph
From sub-aging to hyper-aging in structural glasses
我们证明了非平衡的比例尺定律的老化动力学在玻璃成型机,从最近的应用相结合的Onsager的不可逆过程的理论与平衡的比例尺定律的玻璃动力学。不同的标度制度预测的演化系统的结构弛豫时间$τ$与年龄(等待时间$t_w$),取决于从液体进入玻璃的淬火深度:\emph{simple aging}($τ\sim t_w$)适用于接近模式耦合理论(MCT)临界点的猝灭,并暗示\emph{sub-aging}($τ\approx\ t_w^δ$与$δ<1$)作为淬灭到接近停滞的平衡状态的宽交叉; \emph{hyper-aging}(或\emph{super-aging}、$τ\sim t_w^{δ'}$与$δ'>1$)出现用于深入玻璃的淬灭。后者被切断的非平均场波动,我们占在最近的扩展MCT,随机$β$ -松弛理论(SBR)。我们通过一个示意性的模型,允许定量地适合最近的密度淬火硬球状粒子的模拟结果的标度律。
2022-02-27 cond-mat.soft
Predicting nonlinear physical aging of glasses from equilibrium relaxation via the material time
本研究通过从分子玻璃的线性弛豫行为成功预测其物理老化,直接验证了材料时间概念,并表明物理老化可由热平衡涨落数据预测,且经计算机模拟证实。
2022-03-21 cond-mat.soft
Aging near rough and smooth boundaries in colloidal glasses
我们使用共聚焦显微镜研究了粗糙和光滑边界附近的双分散胶体玻璃的老化。在光滑边界附近,颗粒形成层,并且与块体相比,边界附近的颗粒运动显著地更慢。在粗糙边界附近,各层几乎消失,粒子的运动几乎与体相一致。边界附近的动力学梯度被证明是两种类型的boundary.Our观察的结构梯度的函数,壁诱导层结构强烈影响老化。
2017-10-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Aging or DEAD: origin of the non-monotonic response to weak self-propulsion in active glasses
在非晶态中,玻璃由比观察时间长的弛豫时间定义。这种非遍历性的性质使得对玻璃态系统的理解成为一个复杂的话题,具有复杂的老化效应或对进一步失衡的外部驱动的反应。在这方面,由自推进粒子制成的活性玻璃最近已经成为刺激系统,通过考虑新的内部失衡自由度,拓宽和挑战了我们目前对玻璃的理解。在以前的实验研究中,我们已经表明,在遍历性破碎阶段,致密被动粒子的动力学首先随着粒子的轻微活跃而减慢,然后在更大的活动中加速。在这里,我们表明,这种非单调行为也出现在软活性布朗粒子的模拟,并探讨其原因。我们反驳了我们之前提出的主动方向性(DEAD)模型描述我们的数据的死锁。然而,我们证明,非单调响应是由于活动增强老化,从而确认遍历性打破的联系。除了自推进系统,我们的研究结果表明,在主动眼镜老化是不完全理解。
2022-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Measurable geometric indicators of local plasticity in glasses
Monash University(莫纳什大学);University of Milan(米兰大学);US DEVCOM Army Research Laboratory(美国DEVCOM陆军研究实验室);Australian Synchrotron, ANSTO(澳大利亚同步辐射中心,澳联原子能机构)
本文提出通过连续伯格斯向量和四极形应变两个几何指标,研究玻璃中局部塑性事件的可测量特征。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统,从一个纯粹的低粘度液体,主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学,我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内(1 Hz- 100 kHz)。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的,而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异,这两个系统表现出类似的流变行为,随着老化的时间演变,表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$,其定义机械转变点。我们发现,通过使用$t_{0}$缩放老化时间,可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词:老化,胶体玻璃,被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Strain Hardening of Polymer Glasses: Entanglements, Energetics, and Plasticity
模拟被用来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。虽然在很宽的温度范围内的应力-应变曲线可以拟合熵网络模型预测的函数形式,但许多其他结果与这些模型的物理图像根本不一致。应力太大而不能成为熵,并且与温度有错误的趋势。在大应变下,最引人注目的硬化反映了能量的增加,因为链在纠缠之间被拉紧,而不是熵的变化。当加热到玻璃化转变温度以上时,只有在变形样品的形状恢复过程中才观察到弱的熵应力。虽然短链不形成缠结网络,但它们表现出部分形状恢复、取向和应变硬化。所有链长的应力崩溃时,对链拉伸的微观措施,而不是宏观拉伸绘制。热对应力的贡献与通过链间键的断裂和重整测量的塑性速率成正比。这些观察结果表明,应变硬化的正确微观理论应该基于玻璃态物理学,而不是橡胶弹性。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glasses and aging: A Statistical Mechanics Perspective
我们从统计力学的角度回顾了玻璃化转变、玻璃化动力学和老化等领域。我们简要介绍了这个问题,并解释了玻璃系统中遇到的主要现象,特别强调空间异质动力学。我们回顾了目前主要的理论方法来解释这些玻璃现象,包括最近的发展,关于平均场论的液体和玻璃,新的计算工具,并连接到干扰过渡。最后,老化和非平衡动力学表现出的玻璃材料的物理进行了讨论。
2020-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Burgers rings as topological signatures of Eshelby-like plastic events in glasses
针对玻璃中Eshelby-like塑性事件难以识别的挑战,提出利用连续Burgers向量这一拓扑不变量,通过揭示事件周围的拓扑Burgers环来精确定位并表征其质心与取向,为研究玻璃塑性重排提供了明确框架。
2025-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct Measurement of the Free Energy of Aging Hard-Sphere Colloidal Glasses
玻璃化转变的性质是凝聚态物理中最重要的未解决的问题之一。玻璃和液体之间的差异被认为是由粒子重排的非常大的自由能势垒引起的;然而到目前为止,还不可能在实验上证实这一点。我们提供了第一个定量测定的自由能老化硬球胶体玻璃。自由能的测定允许在玻璃化转变中的一些新的见解,特别是在自由能中的强空间和时间异质性的量化。对自由能局部极小值的研究表明,所观察到的变化与粒子的重排直接相关。我们的主要发现是,粒子重排的概率显示出幂律依赖于与重排相关的自由能变化,类似于地震学中的古腾堡-里希特定律。
2013-03-17 cond-mat.soft
Theory of Aging in Structural Glasses
将过冷液体动力学的无规一级相变理论推广到非平衡结构玻璃中的老化现象。重新制定的“熵液滴”的想法,在图书馆的本地能源景观的介绍,以统一的方式对待的过冷液体(再现早期的结果)和玻璃态。由此产生的微观老化理论与Nayaranaswamy-Moynihan-Tool非线性松弛形式主义和Hodge-Scherer外推的亚当-吉布斯公式,但偏离这两种方法的预测和实验结果是一致的。玻璃弛豫的非线性被证明与液体脆性定量相关。解释了在淬火玻璃中观察到的弛豫的残余非阿克里乌斯温度依赖性。定量地预测了非平衡玻璃弛豫谱随温度降低而变宽的现象。该理论导致预测的空间波动虚构的温度在长时间的玻璃态,其中有非高斯统计。这可以在深度猝灭后引起系统中的“超慢”弛豫。
2004-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in aging colloidal glasses of Laponite
玻璃由于其长的弛豫时间而表现为固体;然而这种缓慢响应的起源仍然是一个谜。增长的动态长度尺度,由于合作运动的粒子被认为是核心的理解这两个缓慢的动力学和刚性的出现。在这里,我们提供了实验证据的一个不断增长的动态异质性的长度尺度,随着等待时间的增加,在一个老化的胶态玻璃Laponite增加。的动态的异质性的签名如下从动态光散射测量中,我们研究了旋转和平移扩散的盘形颗粒的Laponite悬浮液。这些测量伴随着同时微观流变学和宏观流变学实验。我们发现,粒子的旋转扩散减慢速度比他们的平移运动。平移和取向自由度的这种解耦发现其起源于动态异质性,因为旋转和平移探测样品中的不同长度尺度。宏观流变学实验表明,低频剪切粘度的增加速度比旋转和平移扩散弛豫时间快得多。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topology of vibrational modes predict plastic events in glasses
本研究通过分析二维玻璃模型振动本征矢量场的拓扑缺陷,发现准静态剪切下塑性事件位置与负电荷拓扑缺陷强相关,建立了玻璃变形前结构与塑性事件的直接联系。
2022-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aging and effective delays in colloidal glasses under shear
在本文中,我们分析了胶体玻璃的微观动力学的变化提交振荡剪切。我们使用多散斑扩散波光谱监测瞬态动力学制度后,剪切应用。我们表明,该系统显示了一个自发老化,是由一个低振幅的振荡放大(过度老化),但停止由一个高振幅的(复兴)。中间的振幅驱动系统进入一个无法通过自发演化达到的动态状态。我们表明,这些系统提出了一个弱的长期记忆和所有观察到的现象可以解释由振荡应变下的弛豫时间分布的扩大。我们讨论了我们的结果与自旋玻璃在温度变化时的行为的相似性。我们最终提出了一个方案的基础上存在的更硬和更软的区域的材料。
2003-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Interplay between aging and rejuvenation in spin glasses
本研究测量了Cu₀.₉₂Mn₀.₀₈单晶自旋玻璃的老化特性,对比淬火与有限冷却速率两种方案的老化曲线,揭示了老化与回春的相互作用对定量比较的影响,明确回春是两类生长速率差异的成因。
2025-08-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Mode-coupling theory for aging in active glasses: relaxation dynamics and evolution towards steady state
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
本文提出主动玻璃的模式耦合理论,研究了活动系统中衰老动力学,发现随着等待时间增加,相关函数衰减变慢,松弛时间增加,活动性对临界点的影响决定了衰老行为。
2026-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dislocation Glasses: Aging during Relaxation and Coarsening
据报道,位错的动力学表现出玻璃性质。我们数值研究各种版本的二维刃位错系统在没有外部施加的应力。确定了两种类型的玻璃态行为:(i)位错沿随机放置的,但固定的轴滑动表现出弛豫到其空间无序的稳定状态;(ii)如果允许攀登和湮灭,不规则的胞状结构可以在所有位错湮灭之前在增长的长度尺度上形成。在所有情况下,发现关联函数和扩散系数都表现出老化。情形(i)中的松弛是慢幂律。在瞬态过程中的(ii)的动力学指数z是约6,这相比有利的实验上的二嵌段共聚物。
2007-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elementary processes in dilatational plasticity of glasses
针对玻璃材料膨胀塑性研究不足的问题,通过模拟揭示塑性失稳兼具膨胀与剪切分量,阐明其影响因素与基本性质,为大尺度集体现象研究奠定基础并发现空化前的模量软化现象。
2024-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spin-glass--like aging in colloidal and granular glasses
出于"正常玻璃"和"边缘稳定玻璃"之间的加德纳相变的平均场预测,我们调查的三维多分散硬球,用作胶体或颗粒玻璃的模型的非平衡动力学。在玻璃相的深处,我们发现一个尖锐的交叉压力$P_{\rm G}$分离两个不同的动力学制度。对于压力$P < P_{\rm G}$,玻璃表现为正常固体,显示在玻璃自由能盆内快速平衡的快速动力学。相反,对于$P>P_{\rm G}$,动力学变得强烈异常,显示非常大的平衡时间尺度,老化和不断增加的动力学敏感性。在$P_{\rm G}$的交叉是强烈地让人联想到在三维自旋玻璃在外场中观察到的,这表明这两个系统可能在同一个普适类,与理论预期一致。
2018-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity and Plasticity in Stiff and Flexible Oligomeric Glasses
在本文中,我们专注于低聚物玻璃(蜡)的机械性能,采用微观模型,提供,通过数值模拟,信息有关的剪切模量的这种材料,通过塑性不稳定性的故障机制和低聚物本身的几何响应的机械载荷。我们提出了一个微观理论,解释了数值观察到的现象,包括剪切模量和塑性不稳定性的精确理论,本地和系统跨越。此外,我们提出了一个模型来解释的几何变化的寡聚链下增加应变。
2014-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Rejuvenation versus overaging: The effect of cyclic loading/unloading on the segmental dynamics of PMMA glasses
University of Wisconsin – Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究探究循环加载/卸载对PMMA玻璃链段动力学和力学性能的影响,采用探针再取向技术等方法,发现未出现过老化,探针再取向技术可灵敏检测变形非线性效应。
2026-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical noise dependent Aging and Shear Banding behavior of a mesoscopic model of amorphous plasticity
我们讨论了一个简单的“Eshelby”非晶塑性介观模型的老化和本地化。假设塑性形变是通过一系列局部重组发生的。使用离散晶格上的机械场的离散化,局部重组被建模为局部滑移事件。局部屈服应力在空间上是随机分布的,在时间上是不变的。每一次塑性滑移都会引起一次长时间的弹性应力重分布。模仿老化的影响,我们专注于该模型的行为时,初始状态的特点是高局部屈服应力值的分布。一个戏剧性的本地化行为的影响:系统首先自发自陷阱,形成一个剪切带,然后才慢慢地扩大。“年龄”参数越高,塑性应变场越局部化。在应力场上计算的两次相关性随年龄参数的变化表现为时间发散。与屈服应力分布宽度相比,局部滑移事件(Eshelby奇异性的前因子)的振幅在这里充当有效的温度参数:滑移增量越低,局部化和去相关时间越高。
2011-12-05 cond-mat.other cond-mat.soft
Universality of the Plastic Instability in Strained Amorphous Solids
通过比较金属玻璃和Lenard-Jones玻璃对外部应变的响应,我们发现在无热准静态极限下基本塑性不稳定性的定量普遍性。在显微镜下,这两种类型的玻璃是不同的,因为人们可以想象,后者是由二元相互作用,而前者是由多重相互作用,由于电子气的影响,不能忽视。尽管有这种巨大的差异,塑性失稳是相同的鞍结分叉。因此,在弹塑性稳定状态的应力和能量下降的统计是普遍的,共享相同的系统尺寸指数。
2011-11-03 cond-mat.soft
Aging and rejuvenation during elastostatic loading of amorphous alloys
利用分子动力学模拟,我们研究了单轴弹性静态压缩对二元玻璃的势能、结构弛豫和力学性质的影响。我们考虑的三维Kob-Andersen二元混合物,这是最初从液体状态冷却到玻璃相,在零压力下,以缓慢的速度。然后,在延长的时间间隔期间,在退火温度下对玻璃施加静态应力。结果表明,当退火温度小于玻璃化转变温度的一小部分时,屈服点以下的静应力会引起大规模的塑性形变和明显的年轻化。相比之下,老化效应变得占主导地位,在足够小的值的静态应力和较高的退火温度。弹性静态压缩后的力学测试表明,弹性模量和屈服应力都在再生样品中降低,而松弛的玻璃观察到相反的趋势。这些结果可能对优化力学性能的金属玻璃的形变热处理有帮助。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Compressed correlation functions and fast aging dynamics in metallic glasses
我们提出的X射线光子相关光谱测量的原子动力学在Zr 67 Ni 33金属玻璃,远低于其玻璃化转变温度。我们发现密度涨落的衰减可以用压缩的、比指数快的关联函数来描述,这种关联函数可以用著名的Kohlrausch-Williams-Watts函数来模拟,其形状指数β大于1。这个参数还被发现是独立的等待时间和波矢量,导致的可能性,重新调整所有的关联函数到一个单一的主曲线。在玻璃态的动力学的特征还在于不同的老化制度,坚持在深玻璃态。这些功能似乎是普遍的金属玻璃,并建议一个非扩散性质的动态。这种普遍性是支持的可能性,描述的结构弛豫时间与等待时间的快速增加,使用一个独特的模型函数,独立的系统的微观细节。
2013-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Fracture initiation in silicate glasses via a universal shear localization mechanism
ESPCI Paris, PSL University, CNRS, Sorbonne University(巴黎高等物理化工学院、PSL大学、法国国家科学研究中心、索邦大学);Nippon Electric Glass(日本电气玻璃株式会社);CNRS, INSA Lyon(法国国家科学研究中心、里昂国立应用科学学院)
研究通过实验和分子动力学模拟揭示了硅酸盐玻璃中剪切流对断裂起始的关键作用,并发现其与断裂局部化现象存在显著关联。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Plasticity and Aging of Folded Elastic Sheets
我们研究的耗散机制所表现出的折痕的材料片时,受到机械载荷,这是在折痕内的塑性和松弛现象的形式。在证明塑性主要影响折痕的休止角之后,我们设计了这个量与系统的宏观状态之间的映射,使我们能够沿着任意加载路径跟踪其参考配置,从而为基于折痕的超材料提供了强大的监控和设计工具。此外,我们表明,复杂的松弛现象,特别是记忆效应,可以引起在折痕水平的非单调响应,可能涉及到类似的行为报告皱巴巴的床单。我们通过经典的双对数时间演化描述我们的观察,并获得与底层材料相容的本构行为。因此,由折痕提供的杠杆效应允许放大材料的流变性。
2020-04-24 cond-mat.soft
Denser glasses relax faster: a competition between rejuvenation and aging during in-situ high pressure compression at the atomic scale
金属玻璃的一个迷人的特征是它们能够在机械变形下探索不同的构型。这种效应通常通过宏观观测量来观察,而在原子水平上对形变的后果知之甚少。利用新一代的同步加速器,我们探测了金属玻璃在流体静力学压缩下,从微扰开始到流体静力学压缩状态的原子运动和结构。虽然该结构表明在压缩下可逆的致密化,动态显着加速,并表现出两个制度的滞后。在低压下,原子运动是异质的,具有雪崩样重排,表明再生,而在进一步压缩下,老化导致由玻璃固有的内应力触发的超扩散动力学。这些结果突出了非遍历系统中原子运动的复杂性,并支持最近开发的理论来描述令人惊讶的复兴和应变硬化的金属玻璃压缩。
2023-01-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Correlations of plasticity in sheared glasses
在最近的一篇论文[S。Mandal等人,E 88,022129(2013)],通过计算机模拟和实验解决了硬球玻璃中塑性的空间相关性的性质。结果发现,实验获得的相关性服从幂律,而从模拟的相关性更好地拟合指数衰减。我们在这里提供了直接的证据-通过模拟一个硬球玻璃在2D-这种差异是有限的系统尺寸在3D模拟的结果。通过将研究扩展到零温度下的二维软盘模型,强调了剪切非晶态固体中幂律衰减的鲁棒性。偏离幂律发生时,无论是减少包装分数对过冷制度的情况下,硬球或改变的耗散机制,从接触耗散的情况下,软盘的平均场型阻力。
2014-01-16 cond-mat.soft
Heterogeneous dynamics during yielding of glasses: effect of aging
本文用分子动力学方法模拟了二元Lennard-Jones玻璃在剪切作用下的行为。具有不同的热历史的玻璃态的力学响应进行了研究,通过施加广泛的外部剪切速率,在不同的温度。应力-应变关系在约0.1的应变下表现出过冲,标志着玻璃样品的屈服和塑性流动的开始。过冲的幅度显示出相对于无量纲变量的对数行为,该无量纲变量由样品的年龄乘以剪切速率给出。具有有限的寿命,在剪切带的形式,动态异质性,观察到的玻璃在剪切下变形。通过量化颗粒迁移率的空间波动,我们证明这种剪切带仅在施加的剪切速率、玻璃年龄和环境温度的特定组合下发生。
2016-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ultrahigh Poisson's ratio glasses
本研究通过计算机模拟单一可调参数的玻璃形成模型,阐明了高泊松比金属玻璃的微观力学起源,成功生成了超过已知最不可压缩实验室金属玻璃的超高泊松比玻璃,并揭示了反阻塞转变与玻璃弹性及准局域化激发的关联。
2024-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A model of friction with plastic contact nudging: Amontons-Coulomb laws, aging of static friction, and non-monotonic Stribeck curves with finite quasistatic limit
本文提出一种粗糙表面摩擦模型,通过引入接触凸起的塑性侧向微调,同时捕捉Amontons-Coulomb定律、静摩擦老化及非单调Stribeck曲线。核心贡献在于以最小模型要素统一描述动、静摩擦关键观测现象。
2023-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatial heterogeneities in structural temperature cause Kovacs expansion gap paradox in aging of glasses
自Kovacs开创性的工作以来,玻璃在温度突然变化后的体积和焓弛豫已经被广泛研究。人们观察到冷却与加热时的不对称平衡方法,以及更违反直觉的膨胀间隙悖论,即加热时甚至接近平衡的有效弛豫时间依赖于初始温度。在这里,我们表明,一个可压缩粒子晶格模型可以捕捉到的不对称性和膨胀间隙。我们定量表征的粒子配置的能量状态使用的虚构的温度称为结构温度,其中,在加热的情况下,显示出很强的空间异质性的物理实现。该系统松弛的成核和膨胀的温暖的移动域已达到最终的温度,对冷却器的不动域保持在初始温度。这些较冷的区域中有一小部分保持接近平衡,从而解释了这个悖论。
2019-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Understanding plastic deformation in thermal glasses from single-soft-spot dynamics
通过考虑非晶态固体的低频振动模式,Manning和Liu [Phys.Rev.Lett. 107,108302(2011)]表明,可以识别出与准静态剪切下零温度下的塑性密切相关的"软点"群体。在这项工作中,我们跟踪个人的软点与时间在一个二维的剪切热Lennard Jones玻璃的温度范围从深在玻璃态以上的玻璃化转变温度。我们发现,个别软点的寿命与结构弛豫的时间尺度相关。我们还计算了破坏软点所需的重排次数,并表明大多数软点可以在多次重排后存活。最后,我们表明,软点是强大的预测重排温度以及进入过冷制度。这些结果为基于软点动力学行为的非晶态固体塑性的介观理论奠定了基础。
2014-04-04 cond-mat.soft
Direct evidence of plastic events and dynamic heterogeneities in soft-glasses
通过使用流体动力学模拟的局限和浓缩的乳液液滴,我们调查的性质,在软玻璃动力学的空间非均匀性,并提供定量测量的屈服应力阈值附近的塑性事件的统计特征。以上的屈服应力,我们的研究结果表明存在一个有限的应力相关尺度,它可以直接映射到{ \it cooperativity规模},最近在文献中引入捕获非局部效应的软玻璃动力学。在这一制度中,出现了一个单独的边界(壁)流变具有更高的流动性比散装,强调在近壁自发分离的塑料事件。在屈服应力附近,合作规模不能估计有足够的精度,系统显示出明显的应力相关性规模的增加,而塑性事件表现出间歇性的聚类时间,没有优先的空间位置。与液滴界面运动相关的时空相关性的定量测量是发现屈服应力阈值下长程非晶有序的关键。
2014-02-18 cond-mat.soft
Distinct elastic properties and their origins in glasses and gels
本文通过对比玻璃和凝胶在观测与老化过程中的剪切模量和体积模量变化,揭示二者弹性差异源于结构有序化和界面减少两种自由能最小化机制。
2023-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Orientation of plastic rearrangements in two-dimensional model glasses under shear
非晶态固体的塑性形变是由在弹性背景中不可逆地重排的小颗粒群的局部剪切转变介导的。我们介绍和比较三种不同的计算方法来提取这些剪切变换的大小和方向在模拟一个二维(2D)的无热模型玻璃下简单的剪切。我们发现,剪切角广泛分布在宏观剪切方向,或多或少的高斯分布与约20 $\bullet$的标准偏差的方向上的最大局部剪切。剪切转变的大小和方向的分布显示没有实质性的剪切速率的敏感性。这些结果可以显着地用于改进弹塑性模型中的重排的描述。
2018-04-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Relaxation and physical aging in network glasses: a review
本文综述了近年来对$GeO_2$、Ge、$_x$、Se、$_{1-x}$、硅酸盐(SiO $_2$ -Na $_2$ O)、硼酸盐(B $_2$ O、$_3$ -Li $_2$ O)等具有重要应用价值的网络材料的玻璃态弛豫和老化的研究进展。简要介绍了玻璃化转变现象学,以及从理论和实验两方面揭示的显著特征。标准的实验方法用于表征的动力学减慢进行审查。然后,我们讨论了网络拓扑结构和刚性方面所发挥的重要作用,为理解玻璃化转变的松弛,同时也允许从简单和有见地的模型的基础上的网络结构的分析预测的玻璃性能。我们还强调了计算机模拟探测在分子水平上的动力学的巨大效用,并允许计算各种结构相关的功能与玻璃弛豫和物理老化,揭示了非平衡性质的玻璃。我们讨论的概念,空间变化的结构,导致图片的“{ \em动态异质性}",和最近的结果,这一重要议题的网络玻璃也进行了审查。
2016-05-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Visualizing the strain evolution during the indentation of colloidal glasses
我们使用一个模拟的纳米压痕的胶体玻璃,阐明了初期的塑性形变的玻璃。通过跟踪单个颗粒的三维运动,我们可以可视化变形过程中的应变场和玻璃结构。在流动开始时,我们观察到的幂律分布的应变表示强烈相关的变形,并反映了临界状态的玻璃。在后期阶段,应变获得高斯分布,表明塑性事件变得不相关。使用静态和动态测量的玻璃结构的调查显示,结构和新兴的应变分布之间的弱相关性。这些结果表明,塑性的发病是由强大的幂律相关性的应变,弱偏置的异质玻璃结构。
2013-07-29 cond-mat.soft
Rejuvenation and Memory Effects in a Structural Glass
我们数值计算表明,一个三维模型的结构玻璃显示老化,年轻化和记忆效应时,提交给温度循环。这些效应表明,结构玻璃的自由能景观可能具有复杂的分级结构,表征材料,如自旋和聚合物玻璃。我们使用的边缘稳定性的理论概念来解释我们的结果,并解释在何种物理条件下,一个复杂的老化动力学可以出现在稠密的过冷液体,铺平了道路,为未来的实验研究复杂的老化动力学在胶体和颗粒玻璃。
2019-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Aging in attraction-driven colloidal glasses
利用计算机模拟研究了引力驱动的胶体玻璃的老化过程。该系统在没有吸引力的情况下平衡,并在恒定的胶体体积分数下瞬间“淬火”到超过玻璃化转变的两种状态之一;一种接近转变,另一种深入玻璃。结构性质的演变表明,键在系统中形成,增加了局部密度,在其他地方产生密度赤字(洞)。该过程随着淬火后经过的时间而减慢。作为键形成的结果,如通过均方位移和密度、键和环境关联函数测量的,存在动力学的减慢。可以对密度相关性进行时间重新缩放,以瓦解其长时间(结构性)衰减。结构弛豫的时间尺度显示两个猝灭超线性依赖于等待时间,它的增长速度比债券的寿命,显示集体起源的过渡。在长等待时间和高吸引强度,我们观察{ \rem完全}逮捕动态超过三十年的时间,虽然个别债券不是永久性的这个时间尺度。局域化长度随着状态在玻璃中移动得更深而减小;非遍历性参数随结构因子同相振荡。我们的主要结果是获得的系统中的对潜在的障碍,抑制相分离。然而,当这个障碍被删除的情况下,深淬火,我们发现在静态结构的变化,但几乎没有在动态。因此,我们的老化行为的结果仍然相关的实验中,玻璃化转变与相分离的竞争。
2006-10-19 cond-mat.soft
Non-equilibrium fluctuation dissipation relations in binary glasses
我们表明,在短时间内实现老化的二元玻璃的一个简单的模型。我们发现,低于过渡点的非平衡关联函数和响应函数是兼容的关系,最初推导Cugliandolo Kurchan广义自旋玻璃。
1997-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Aging as dynamics in configuration space
许多无序系统,如结构玻璃、蛋白质、颗粒材料或自旋玻璃的弛豫动力学,即使在非常低的温度下也不完全冻结。这种残余运动导致材料性质的变化,这一过程通常称为老化。尽管最近的进展,这种老化过程的理论描述,导致老化动力学的微观机制仍然是一个有争议的问题。在这封信中,我们调查的老化动力学的一个简单的玻璃形成分子动力学计算机模拟。使用的固有结构的概念,我们给出的证据表明,老化动力学可以理解为系统的有效构型温度T的降低。结果表明,当系统淬火到模耦合理论的临界温度T_c时,平衡过程加快,热力学概念对描述非平衡老化过程是有用的。
1999-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech