The mechanics of glass and functionalised glass surfaces
玻璃对接触产生的表面缺陷高度敏感。表面裂纹威胁其机械强度和视觉外观。通过接枝或涂覆实现玻璃功能化的最新趋势使表面发挥了更加突出的作用。因此，必须详细考虑耦合表面物理化学和机械响应的玻璃表面力学，以优化玻璃加工和产品。本文综述了玻璃表面力学领域的一些最新进展，特别强调了硅酸盐玻璃的局部延展性和薄膜和涂层的机械稳定性。
2005-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of Glass Forming Systems
我们解决了有趣的温度范围内的玻璃形成系统的机械性能之间的液体和固体。我们采用了一种有效的蒙特卡罗方法来计算弹性模量，并表明，在这个温度范围内的模量是有限的短时间和消失的长时间，其中“短”和“长”取决于温度。通过调用统计力学的一些精确结果，我们提供了一种替代的方法来计算剪切模量使用分子动力学模拟，并比较这些Monte-Carlo方法。最后的结论是，这些系统不是“粘性流体”在通常意义上，因为它们的实际时间依赖性连接固体状材料与不同的局部剪切模量。
2007-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Generic behavior of ultrastability and anisotropic molecular packing in co-deposited organic semiconductor glass mixtures
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究六种共沉积有机半导体玻璃混合物的稳定性与各向异性分子堆积，用差示扫描量热法等研究发现其有超稳定行为，且混合物双折射可由纯组分玻璃双折射预测，有助于设计新型电子器件。
2026-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anisotropic glass-like properties in tetragonal disordered crystals
非晶态、玻璃态材料的低温声学和热学性质非常相似。所有这些性质的理论描述与合理的定量精度，假设非晶态固体包含动力学缺陷，可以在低温下描述为一个合奏的两个能级系统（TLS），但这些TLS的深层性质还没有澄清。此外，在无序晶体、准晶体、甚至在晶胞中具有大量原子的完美晶体中也发现了玻璃态性质。在晶体中，玻璃态性质不像非晶材料那样是普遍的，并且也表现出各向异性。最近，提出了一个模型的相互作用的两个级别的系统与任意应变场（物理评论B 75，64202，2007），这是用来计算在低温下的纳米膜的热性能。该模型也适用于各向异性晶体的描述。我们在这里描述的结果的计算各向异性的玻璃样性质的晶体的各种晶格对称性，强调的tetravel对称性。
2008-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic super-attenuation of capillary waves on driven glass interfaces
计量AFM测量上进行的光子带隙光纤和空心毛细管的二氧化硅玻璃界面。在绘制过程中的衰减的平衡毛细波的冻结示出，导致在减少的表面粗糙度。相对于预期的机械极限的粗糙度衰减被确定为随拉伸应力遵循幂律而变化。观察到高度相关性的显著各向异性特征：玻璃表面因此保留了液体所提交的流动方向的结构记录。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Glass-Like Thermal Conductivity in Nanostructures of a Complex Anisotropic Crystal
复杂晶体中振动模式的尺寸效应在很大程度上仍未被探索，尽管它们在各种电子和能量转换技术中很重要。通过四探针热输运测量方法的进步，我们报告了在~20 nm厚的高锰硅化物单晶带中观察到的玻璃状热导率，高锰硅化物是一种复杂的各向异性晶体，沿无公度c轴具有~10 nm尺度的晶格常数。边界散射效应对于许多振动模式是强的，因为它们的群速度或扩散性质中的强各向异性，而限制效应对于沿着c轴具有长波长的声学模式是显著的。此外，由于纳米结构样品的不寻常的组成，两个子结构之间的不相容性增加，从而抑制了纳米结构中非传播扩散模式的传输。这些独特的效应指出了抑制复杂材料中晶格热导率的多种新方法。
2017-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Statistical Mechanics and Dynamics of a 3-Dimensional Glass-Forming System
在三维玻璃形成的经典例子的背景下，我们讨论了如何构建玻璃化转变的统计力学理论。该方法的核心是一个简单的标准，用于验证适当选择的放大准物种，允许建设一个理论与有限数量的“状态”。一旦构建，该理论确定了一个典型的规模$ξ$，随着降低温度迅速增加，并确定$α$ -弛豫时间$τ_α$为$τ_α\sim \exp(μξ/T)$与$μ$一个典型的化学势。该理论可以预测在数值模拟无法达到的温度下的弛豫时间。
2009-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural phase transition and orientation-strain glass formation in anisotropic particle systems with impurities in two dimensions
采用修正的Lennard-Jones模型，对椭圆粒子和球形杂质进行了二维分子动力学模拟。在椭圆粒子的单组分系统中，我们发现随着温度$T$的降低，在六方晶格上出现取向相变。它也是一个结构性的，因为自发应变。在低$T$下，由于底层晶格而产生三种马氏体变体，导致形状记忆效应而不形成位错。热滞后，剪切模量的最小值，和比热的最大值也被发现与不同的$T$。随着杂质组成$c$的增加，三种取向域被细分，产生取向应变玻璃，介观有序区域仍然存在。如果杂质是大的和排斥的，椭圆形粒子的平面锚定发生在杂质表面周围。如果它们是小的和有吸引力的，垂面锚定发生。杂质聚集明显。随着锚定能力和/或杂质组成的增加，位置无序也可以增强。我们还研究了分子取向的旋转动力学。
2012-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Direct Identification of the Glass Transition: Growing Length Scale and the Onset of Plasticity
理解玻璃的机械性质仍然是难以捉摸的，因为玻璃化转变本身并没有完全理解，即使在二维玻璃形成物的充分研究的例子中也是如此。在这种情况下，我们在这里证明：（i）一个直接的证据，在玻璃化转变的发散长度尺度（ii）的玻璃化转变的识别与流体状区域的消失和（iii）外观在玻璃状态的流体状区域时，施加机械应变。这些流体状区域与非晶态固体中塑性的开始有关。在接近玻璃化转变时发散的弛豫时间是定量相关的。
2006-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Stress-tunable abilities of glass forming and mechanical amorphization
本研究通过实验与模拟结合，发现机械非晶化能力与玻璃形成能力并非始终正相关，提出应力相关形核理论解释该现象，指出外应力贡献的机械功强度是关键调控参数，为新型非晶相设计提供了新思路。
2024-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Existence of a Thermodynamic Spin-Glass Phase in the Zero-Concentration Limit of Anisotropic Dipolar Systems
稀偶极相互作用系统中有序的性质可以追溯到德拜的工作，是磁学中最基本、最古老和尚未解决的问题之一。虽然自旋玻璃有序在几个RKKY相互作用系统中很容易观察到，但偶极自旋玻璃是争议和持续审查的主题，例如，在${{\rm LiHo_xY_{1-x}F_4}}$中，稀土随机稀释单轴（伊辛）偶极系统。特别是，不清楚这些典型材料中的自旋玻璃相是否在零浓度的极限下持续存在。我们研究了一个有效的模型，${{\rm LiHo_xY_{1-x}F_4}}$使用大规模的蒙特卡罗模拟，并行回火与一个特殊的集群算法相结合，以克服在极端稀释的数值困难。我们发现一个顺磁性的自旋玻璃相变的所有Ho离子浓度下降到最小的浓度数值可达0.1%，并包括Ho离子浓度与实验研究的一致高达16.7%。我们的研究结果表明，随机稀释偶极伊辛系统有一个自旋玻璃相在消失的偶极浓度的限制，与临界温度随浓度线性消失，与平均场论。
2014-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Statistical Mechanical Calculation of Anisotropic Step Stiffness of a Two-Dimensional Hexagonal Lattice Gas Model with Next-Nearest-Neighbor Interactions: Application to Si(111) Surface
本文研究了交错场中具有最近邻和次最近邻相互作用的二维蜂窝状格子气模型。我们计算各向异性的步骤张力，步骤刚度，和平衡岛的形状，通过扩展的随机游走方法。我们将结果应用于Si（111）7 $\times$ 7重构表面和高温Si（111）1 $\times$ 1表面。计算了步间相互作用系数。
1999-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A delayed yielding transition in mechanically annealed binary glasses at finite temperature
利用分子动力学模拟研究了应变幅值、玻璃稳定性和热涨落对剪切带形成和屈服转变的影响。首先将模型二元混合物逐渐冷却至低于玻璃化转变温度，然后周期性地变形以获得宽范围的势能状态。我们发现，临界应变振幅变得更大的高度退火玻璃内约一千剪切循环。此外，在固定的应变振幅下持续加载时，在机械退火至较低能态的玻璃中，屈服转变被延迟。它也表明，一个小的原子簇与大的非仿射位移的成核之前，与屈服过渡的急剧能量变化。这些结果对于非晶合金的热加工和机械加工具有重要意义。
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Local versus global stretched mechanical response in a supercooled liquid near the glass transition
非晶材料具有丰富的弛豫谱，通常用弛豫机制的层次来描述。在这项工作中，我们调查的局部动态模量谱在模型玻璃的玻璃化转变温度以上进行力学光谱分析与分子动力学模拟。我们发现，频谱，在本地以及在全球范围内，可以很好地描述的科尔-戴维森公式的频率范围内探索与模拟。令人惊讶的是，Cole-Davidson拉伸指数不随探测的局部区域的大小而改变。的局部弛豫时间显示一个广泛的分布，如预期的动态异质性概念的基础上，但得到的拉伸独立于此分布。我们发现，局部弛豫时间和模量的尺寸依赖性可以很好地解释的弹性推模型。
2019-02-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anisotropic medium-range order uncovers dynamic crossovers in glass-forming liquids
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；University of Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心）
本研究提出四点相关函数，发现笼各向异性中程序在玻璃形成液体的两个动力学交叉温度处达到峰值，从而将结构变化与输运机制改变联系起来。
2026-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new approach for the interpretation of the dynamic and mechanical properties of polymer nanocomposites above and below the glass transition region
在这项工作中，我们提出了一个新的模型的解释的局部动态行为和机械增强机制的聚合物纳米复合材料。在玻璃态区域的动力学的温度依赖性描述了一个新的方程，它假设在合作扩散的Arkriius组件。通过这样做，可以被识别为玻璃化转变温度（Tg）出现的特征温度，而一个额外的参数的超阿耳忒修斯区域的扩展被纳入。基于热力学参数，动力学的不均匀性，然后与结构的不均匀性的方式一致的想法的S形形状的内聚能。结合这种温度依赖性的凝聚能的Sanchez-Lacombe状态方程，结果在一个声音的描述实验的温度和压力的依赖性的密度。此外，与实验数据的比较表明，在聚合物纳米复合材料的机械性能的增强可以与玻璃化区域的程度。
2019-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical Amorphization of Glass-Forming Systems Induced by Oscillatory Deformation: The Energy Absorption and Efficiency Control
本研究通过分子动力学模拟揭示振荡变形诱导玻璃形成体系机械非晶化中效率与能量吸收的解耦，提出以熔化焓为能量势垒的普适度量，建立控制非晶化的预测框架。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Active microrheology of a bulk metallic glass
在凝聚态物理中，玻璃化转变仍然是一个不清楚的问题。研究玻璃的机械性能是具有挑战性的，因为任何可能导致剪切复原的全局变形都需要天文数字般的弛豫时间。此外，众所周知，玻璃是异质的，全局扰动不能探索局部机械/输运性质。然而，基于局部探针的研究，即微观流变学，可以克服这些问题。在这里，我们建立了一个块体金属玻璃的活性微观流变学：一个探针粒子驱动到主机介质玻璃。这是一种适合于实验研究的技术。我们表明，冷却后的微观摩擦表现出二阶相变，这揭示了在异质材料的摩擦的起源。此外，我们提供了不同的证据来证明探针粒子的微观动力学和主机介质玻璃的宏观性质之间存在着很强的关系。这些研究结果建立了活性微观流变学作为一种有前途的技术，用于调查的局部性质的大块金属玻璃。
2020-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural Heterogeneity, Ductility, and Glass Forming Ability of Zr-Based Metallic Glasses
研究了锆基非晶合金的纳米结构异质性与其力学性能和玻璃形成能力之间的关系。中程有序（MRO），构成结构的异质性，包括使用4维扫描透射电子显微镜确定的MRO域的类型，尺寸和体积分数的详细参数，直接与Zr-Cu-Co-Al MG的延展性和玻璃形成能力。结合实验确定的MRO的细观变形模拟证实，不同类型和尺寸的MRO可以显着影响MG的力学行为。
2020-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Multimodal and Multiscale Interrogation of a Mechanically Tough Glass Forming Copper-Based Metal-Organic Framework
University of Oxford（牛津大学）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Science and Technology Facility Council, UKRI（英国研究与创新署科学技术设施委员会）；Diamond Light Source（钻石光源）
本研究通过多模态多尺度表征，合成了高韧性铜基MOF玻璃，其弹性模量约10 GPa、断裂韧性达0.5 MPa·m^1/2，为MOF基材料加工领域提供了关键进展。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vapor-to-glass preparation of biaxially aligned organic semiconductors
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Centre de Recherche Paul Pascal, CNRS & Universite de Bordeaux（保罗·帕斯卡研究中心，法国国家科学研究中心与波尔多大学）
通过物理气相沉积结合表面平衡和模板生长，在远低于清亮点和玻璃化转变温度下制备了具有面内择优取向的双轴取向有机玻璃，为气相沉积玻璃增加了结构控制新维度。
2026-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomistic modeling of heat treatment processes for tuning the mechanical properties of disordered solids
利用分子动力学模拟研究了单次热处理循环对金属玻璃势能态和力学性能的影响。我们考虑三维二元混合物，它最初以计算上缓慢的速度在远低于玻璃化转变的温度下从液态冷却到固相。发现加热和冷却的循环可以将玻璃重新定位到复原或松弛状态，这取决于最高温度和加载时间。因此，在最高温度略低于玻璃化转变温度且有效冷却速率慢于初始退火速率的循环之后获得最低势能。相反，当最高温度变得大于玻璃化转变温度并且加载时间足够小时，复原程度增加。结果进一步表明，势能的变化与弹性模量和屈服应力作为最高加载温度的函数的依赖性成反比。此外，热处理过程引起小原子径向分布函数形状的细微变化。这些结果对于优化具有预定性能的金属玻璃的热加工和机械加工具有重要意义。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Emergent rigidity percolation of five-fold aggregates enables controllable glass properties
本文通过数值与理论分析揭示金属玻璃的玻璃转变由五重对称原子团簇的连续刚性逾渗所导致，并据此建立局域结构与宏观力学性能的联系，为理性设计金属玻璃的刚度、硬度和韧性提供途径。
2025-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical and dielectric relaxation spectra in seven highly viscous glass formers
公布的介电和剪切数据的六个分子玻璃形成者和一种聚合物的热激活过程的频谱方面进行评估，具有相同的屏障密度的延迟谱的剪切和剪切。的粘度，一个独立的参数的拟合，似乎是相关的高势垒截止时间的介电信号，根据这个关键时间后的放松实体的更新的想法。在可以精确拟合的五种情况下，高势垒截止的温度依赖性遵循推挤模型。在我们的7个例子中，有4个例子中的Johari-Goldstein峰可以用势垒密度的高斯分布来描述，叠加在$α$过程的高频尾部。相同物质的介电和剪切测量发现这些高斯峰的相同的峰位置和宽度，但通常是不同的权重。
2007-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
A simple physical model of liquid-glass transition: intrinsic fluctuating interactions and random fields hidden in glass-forming liquids
我们提出，玻璃形成液体本质上是在涨落相互作用和随机场自旋系统领域众所周知的影响下。这是由于有效的分子间相互作用的各向同性和各向异性部分之间的挫折。我们的模型表明存在两个与玻璃化转变相关的关键温度，密度有序点T^*_m和Vogel-Fulcher温度T_0。在T^*_m和T_0之间，系统具有类似于“格里菲思相”的特征，而在$T_0$以下，系统具有“自旋玻璃相”所特有的特征。这幅图自然地和普遍地解释了玻璃化行为从其强到脆弱的极限。
1998-04-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
