Yield conditions for deformation of amorphous polymer glasses
玻璃态聚合物的剪切屈服通常用压力相关的Tresca或von Mises屈服准则来描述。我们测试这些标准对分子动力学模拟的变形在无定形聚合物玻璃在三轴加载条件下，很难实现在实验中。本文介绍了将屈服点的几种标准定义推广到三轴载荷时的困难和含糊之处。两个定义，最大和偏移八面体应力，然后用于评估屈服应力的模型参数范围很广。在所有情况下，剪切的开始与压力修正的von Mises准则一致，并且压力系数几乎与许多参数无关。在三轴拉伸载荷下，破坏模式转变为空蚀。
2001-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular mobility in driven monomeric and polymeric glasses
我们表明，在单体过冷液体和玻璃，塑性流动在恒定的剪切应力$σ$，而被变形与应变速率$\dotε$，微观结构弛豫时间$τ_{\rm str}$给出的通用关系$σ/G_\infty\dotε$与$G_\infty$的模量。这个等式适用于从玻璃化转变温度以上一直到无热极限的所有流变状态，并且是由弹性加载和粘性耗散的竞争效应引起的。然而，在大分子（聚合物）玻璃中，应力从该弛豫时间开始衰减，并且$τ_{\rm str}$实际上进一步减小，即使在玻璃态应变硬化期间$σ$升高。我们开发的表达式来捕捉这两种效果，从而提供了一个框架，用于分析玻璃材料中的迁移率测量。
2018-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Simulations of aging and plastic deformation in polymer glasses
我们使用分子动力学模拟研究物理老化对模型聚合物玻璃力学性能的影响。蠕变柔量与恒定温度下低于屈服的恒定单轴载荷下的结构松弛同时确定。该模型成功地捕捉到了聚合物玻璃中实验发现的普遍特征，包括机械复原的特征。我们分析了微观松弛时间尺度，并表明它们表现出相同的宏观蠕变遵守老化特性。此外，我们的模型表明，整个分布的弛豫时间尺度与年龄相同。尽管流动性的变化很大，我们观察到相对较小的结构变化，除了一个弱的对数增加的程度，短程秩序，可能与观察到的减少老化增加负荷。
2007-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
A molecular perspective on the yield and flow of polymer glasses: The role of enhanced segmental dynamics during active deformation
University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本章从分子视角探讨聚合物玻璃力学响应，关注主动变形中链段动力学变化对力学性能的影响，为理解其变形特征提供了依据。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Boson peak, elasticity, and glass transition temperature in polymer glasses: Effects of the rigidity of chain bending
超低频振动谱（玻色子峰）和非仿射弹性响应是玻璃最重要的特性。在这里，聚合物玻璃的振动和机械性能的检查，通过使用粗粒度的分子动力学模拟，特别注意的聚合物链的弯曲刚度的影响。随着刚性的增加，系统在较高的温度下（在恒定压力下）经历玻璃化转变，这降低了玻璃相的密度。的弹性模量，这是由密度的降低和刚度的增加控制，显示出非单调依赖于刚性的聚合物链，所产生的非仿射分量。此外，在振动态密度中观察到明显的玻色子峰，其取决于宏观剪切模量$G$。具体地，玻色子峰值频率被缩放为$ω_\mathrm{BP} \propto \sqrt{G}$。这些结果提供了玻色子峰，剪切弹性，和玻璃化转变温度之间的正相关性。
2019-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in periodically deformed polymer glasses
采用分子动力学模拟研究了在空间均匀、时间周期性剪切变形下模型聚合物玻璃的结构弛豫动力学。我们研究了玻璃化转变温度以下短链聚合物的粗粒珠弹簧模型。结果发现，在小的应变振幅，链段动力学是几乎可逆的约$10^4$周期，而在应变振幅超过百分之几，聚合物链成为完全放松后，一百个周期。在临界应变振幅，从慢到快的弛豫动力学的过渡与最大数量的动态相关的单体所示的动态磁化率的峰值。单个单体的轨迹分析表明，移动单体往往会帮助他们的邻居成为移动和聚集成相对紧凑的瞬态集群。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Overaging with stress in polymer glasses? Faster segmental dynamics despite larger yield stress!
University of Wisconsin−Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究针对PMMA玻璃，发现应力下老化的样品屈服应力更高但链段动力学更快，修正了屈服应力与结构弛豫时间的简单函数关系及过老化的相关理论模型。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic constitutive theory of stress overshoot, yielding, and strain hardening in amorphous materials
University of Milan（米兰大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究基于非仿射弹性与不可逆多体弛豫耦合，为金属和聚合物玻璃非线性变形建立微观本构理论，解释应力过冲等现象，通过拉伸指数弛豫指数等定量再现多材料实验曲线，建立统一微观框架。
2026-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Understanding the scaling of boson peak through insensitivity of elastic heterogeneity to bending rigidity in polymer glasses
非晶材料表现出特殊的机械和振动性质，包括非仿射弹性响应和过量振动状态，即，所谓的玻色子峰对于聚合物玻璃，这些性质被认为是受组成聚合物链的弯曲刚度的影响。在我们最近的工作中[Tomoshige等人，Sci. Rep. 9 19514（2019）]，我们揭示了振动性质的变化与整体弹性性质之间的简单关系：玻色子峰的响应仅与整体剪切模量的响应成比例。这一观察结果表明，局部剪切模量分布的空间不均匀性对弯曲刚度的变化不敏感。在这里，我们通过直接测量局部剪切模量分布来证明弹性不均匀性的不敏感性。我们还研究了横向声波传播，这也是规模只与全球剪切模量。通过这些分析，我们得出的结论是，弯曲刚度不改变局部剪切模量分布的空间异质性，这产生的振动和声学特性，仅由聚合物玻璃的全局剪切模量控制。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mixed equilibrium/nonequilibrium effects govern surface mobility in polymer glasses
通过空间分辨Tg测量和分子动力学模拟，揭示冷却时从平衡到近表面非平衡玻璃物理的交叉，改变Tg梯度形式，对理解纳米结构玻璃性质及重释实验数据有重要意义。
2024-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cracking in polymer glasses and evolution at zero stress: Highlighting discrete long time scale relaxations
研究了无缺口玻璃态聚合物的断裂起始以及玻璃态下零应力下的演化。共焦显微镜观察和自相关方法被用来表征试样的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在室温下加载，随后卸载。在零应力松弛过程中的形态和裂纹的位置提交到伸长率高达8%的演变报告和分析。裂纹（纵向裂纹、横向裂纹和银纹）主要发生在离表面10微米厚的层内，而不在本体中延伸。结果表明，应变场继续发展没有应力，它可以描述为一个间歇性的位移场的收缩。相应地，银纹或微空洞的数量在加载后的零应力松弛状态下增加。收缩所涉及的时间尺度是几天的量级，因此报告了迄今为止未知的非常缓慢的弛豫时间尺度。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rejuvenation engineering in metallic glasses by complementary stress and structure modulation
残余应力工程在新型先进轻质材料的设计中应用非常广泛。对于金属玻璃，注意力一直集中在结构变化和再生过程上。高能扫描X射线衍射应变映射揭示了金属玻璃在三轴压缩下变形后的大的弹性波动。显微压痕硬度映射暗示了压缩后的硬化-软化竞争机制，并进一步揭示了应力和结构调制的互补效应。透射电子显微镜证明，室温变形下的结构调制与剪切带的形成密切相关的弹性不均匀性的分布。分子动力学模拟提供了一个原子的理解复杂的剪切带活动在缺口金属玻璃和相关的波动的应变/应力的不均匀性。因此，未来的重点应给予应力工程和弹性的不均匀性，连同结构调制可能允许设计具有增强的延展性和应变硬化能力的金属玻璃。
2022-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Reversing strain deformations probe mechanisms for enhanced segmental mobility of polymer glasses
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究通过光学探针重取向测量与纯力学测量，探究反向应变变形对聚合物玻璃链段流动性的影响，发现屈服应变60%及以上变形可引发老化机制，且与理论模拟结果相符。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci 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
Modeling the Relaxation of Polymer Glasses under Shear and Elongational Loads
玻璃态聚合物表现出应变硬化：在恒定的拉伸载荷下，它们的流动首先加速，然后停止。最近的实验在这样的负荷下发现，这是伴随着一个惊人的下降的节段松弛时间。这可以解释为一个最小的不可因式分解的模型相结合的流动引起的玻璃熔化的应变聚合物所携带的应力的积累。在该模型中，节段运动的液化允许产生聚合物承载应力的强流动，从而减慢足以使节段（或溶剂）模式再玻璃化的变形。在这里，我们提出了新的结果，相应的行为下阶跃应力剪切载荷，非常相似的物理适用。为了解释在拉伸情况下的卸载行为，需要引入一个褶皱因子来描述节段有序性的快速丧失。我们在这里讨论更详细的物理，我们认为这涉及非熵贡献的聚合物应力，这可能会导致剪切和伸长率之间的一些重要差异。我们还讨论了一些基本的和可能测试的问题，在玻璃化聚合物的熵弹性的物理意义。最后，我们提出了新的结果，启动稳定的剪切流，解决瞬态剪切带的可能作用。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evolution of entanglements during the response to a uniaxial deformation of lamellar triblock copolymers and polymer glasses
采用粗粒分子动力学模拟，研究了层状结构下苯乙烯-（嵌段）-丁二烯-（嵌段）-苯乙烯（SBS）三嵌段共聚物在玻璃态（S）/橡胶态（B）交替层结构变形时相互缠结的演化.通过改变每个阶段之间的循环链的数量，即非交叉链，可以生成不同类型的S/B接口定义。一个特定的边界驱动拉伸应变协议已被开发，以模仿“真正的”实验和测量的应力-应变曲线。相同的协议也适用于一个参考状态，包括在一个定向玻璃态均聚物，以及各向同性玻璃态聚合物。在整个变形过程中，从未变形的样品的初始相互纠缠的演变进行了监测。它示出了所有考虑的系统，初始缠结主要参与的应力-应变曲线的预屈服制度，该网络在应变硬化制度脱粘。对于具有非零交叉链的三嵌段，交叉链的数量越少，初始纠缠网络在后屈服区的记忆效应越长。在飞行中的纠缠分布，离开postyield政权，描绘记忆效应和长时间的相关性在应变硬化制度。对于三嵌段，环链加强了这些效果。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Why is Understanding Glassy Polymer Mechanics So Difficult?
在这个角度来看，我描述了最近的工作系统中，传统的区别（一）unentangled与良好的纠缠系统和（ii）熔体与玻璃似乎最没有用，并主张更广泛地使用在玻璃态聚合物力学的两个二分法：系统具有（iii）一元与二元和（iv）合作与noncoperative松弛动力学。我讨论的适用性（三，四）了解玻璃应变硬化的功能形式。从分子动力学模拟的结果表明，“戏剧性的”应变硬化紧密纠缠系统中观察到的是与一个交叉从一元，非合作的二元，合作松弛应变增加;链之间的纠缠点拉伸，改变本地可塑性的字符。沿着这些路线的未来研究有前途的方法进行了讨论。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extrinsic plastic hardening of polymer thin films in flat punch indentation
受限的几何形状提供了有用的和实验上经得起考验的机械测试安排，在其中研究的分子和微观结构的过程中，支配在由流体静压力超过剪切的应力环境中的塑性屈服。然而，宏观应力应变行为的变化，从无侧限模式，如单轴压缩切换到一个有约束的，往往被忽视，并显示出令人惊讶的复杂程度，即使是简单的弹塑性本构模型。在这里，我们报告的约束诱导应变硬化效应的聚苯乙烯薄膜实现通过反复塑性加载的圆柱形平冲头，其直径是许多倍的初始膜厚。这种高纵横比与由接触周围的膜材料提供的约束相结合，以在缩进区域中产生受限的单轴应变状态，从而使变形一维。通过重复加载到塑性域中，我们实现了有限屈服应力增加66%，从0.3 GPa增加到0.5 GPa。通过有限元模拟和分析建模的主应力和应变，我们表明，这种效果产生的材料的结构的内在变化，而是残余应力在塑性加载过程中给予。我们将这种效应与玻璃态薄膜的内在变化（如物理老化和热交联）进行了对比。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulations of glassy polymers
我们回顾最近的结果，从计算机模拟研究的聚合物玻璃，从链动力学玻璃化转变温度Tg附近的机械行为低于Tg。这些结果清楚地表明，尽管在长度和时间尺度方面存在明显的限制，但现代计算机模拟能够解决该领域的一些重要问题并给出明确的答案。在本综述中，我们讨论了冷却速率的影响，和不同的弛豫过程的动态放缓时，接近Tg的模型和化学特定的聚合物玻璃。详细讨论了几何约束对玻璃化转变的影响。我们还表明，计算机模拟是非常有用的工具来研究玻璃态聚合物的结构和力学响应。综述了大变形对聚合物玻璃力学行为的影响，特别是应变硬化效应。最后，我们提出了一些未来研究的方向，我们相信这将很快在最先进的计算机模拟的能力，并对应于根本利益的问题。
2010-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Deviatoric Stress Driven Transient Melting Below the Glass Transition Temperature in Shocked Polymers
聚合物在其玻璃化转变温度附近和以下的松弛由一系列具有宽范围时间尺度的相关单元过程控制。冲击载荷的快速变形速率可以抵消这些过程中的一个重要部分，导致在橡胶的动态玻璃化转变。在这封信中，我们报告了相反的情况，即玻璃态聚合物在冲击载荷下的瞬时熔化。冲击波阵面附近的大的偏应力诱导快速过渡的骨干二面角和聚合物熔体的应力松弛特性。这是其次是较慢的松弛预期的眼镜。
2022-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multi-step deformation experiment and development of a model for the mechanical behavior of polymeric glasses
Purdue University（普渡大学）
该研究通过四步变形实验挑战传统玻璃态聚合物力学模型的假设，结合光漂白光学实验排除部分卸载时分子迁移率降低的可能，开发了以高效堆积材料分数为内部变量的新模型，可描述相关实验。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of ensemble boundary conditions (thermostat and barostat) on the deformation of amorphous polyethylene by molecular dynamics
分子动力学模拟正越来越多地被用于研究聚合物在机械变形过程中的结构演变，但相对较少的研究集中在边界条件对这种演变的影响，特别是在变形过程中通过周期性边界的热和压力的耗散。本文的研究探讨了无定形聚乙烯的拉伸变形，建模与一个统一的原子方法的潜力，是如何影响的热量和压力耗散。压力耗散的情况下（单轴拉伸）的应力-应变曲线与实验定性一致，并表明散热有很大的影响应变硬化模量计算的分子动力学模拟。与粘结和非粘结项相关的能量的演变被量化为应变的函数以及加载和非加载方向上的应力的演变，以了解应力状态如何在弹性、屈服、应变软化和应变硬化区域内改变。应力分配显示了“拉伸”范德华相互作用和“压缩”键拉伸力之间的竞争，与特征屈服应力峰值明显与非粘结应力。缺乏散热对应变硬化制度的影响最大，其中计算温度的增加与加载方向上更快的链对齐和更快的构象变化相关。在某种程度上，这些观察结果表明，热量和压力耗散的作用，无定形聚合物的变形特性，特别是应变硬化制度。
2013-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonmonotonic dependence of polymer glass mechanical response on chain bending stiffness
我们通过粗粒模拟和非仿射晶格动力学理论研究了非晶态聚合物的力学性能。聚合物链弯曲刚度的小幅增加首先导致材料软化，而硬化仅在主链进一步强化时发生。储能模量$G'$随抗弯刚度的这种非单调变化是由更硬的主链提供的对变形的额外阻力与由于单体-单体配位的必要降低而导致的材料密度降低之间的竞争引起的。这一违反直觉的发现表明，在某些情况下，聚合物玻璃的强度可以通过软化组成链的弯曲来增强。
2017-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Network approach towards understanding the crazing in glassy amorphous polymers
我们用分子动力学模拟了长链无定形玻璃态聚合物，研究了银纹化的变形机制和相关的空穴统计。范德华相互作用和链之间的缠结构成的聚合物银纹中起着至关重要的作用。因此，我们从分子动力学模拟中提取的聚合物构型重建了两个基本的加权网络，即范德华网络和纠缠网络。随后，我们进行了图论分析的两个重建网络，揭示他们在聚合物银纹化中所发挥的作用。我们的分析通过范德瓦尔斯网络和纠缠网络的网络测量的特定趋势捕获了开裂的各个阶段。为了进一步证实网络分析的有效性，在解开聚合物的银纹的基本物理，我们已经对比了范德瓦尔斯网络和缠结网络的应力-应变行为和变形过程中的空隙统计网络措施的趋势。我们发现范德瓦尔斯网络在银纹的形成和生长过程中起着至关重要的作用。虽然，纠缠网络被发现保持其结构在银纹引发阶段，它被发现逐渐减弱，并经历动态变化，在硬化和故障阶段的银纹现象。我们的工作证明了网络理论在量化聚合物银纹的基本物理过程中的实用性，并拓宽了网络科学在不同聚合物变形机制表征中的应用范围。
2017-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomic-scale Deformation Process of Glasses Unveiled by Stress-induced Structural Anisotropy
由于玻璃结构的无序性质，实验解决变形玻璃的原子尺度结构变化仍然具有挑战性。在这里，我们表明，热机械变形后，结构各向异性成为不同类型玻璃（金属玻璃、氧化物玻璃、非晶硒和聚合物玻璃）的一般标志，并且与检测到的局部非仿射原子位移高度相关。高能X射线衍射技术。通过分析各向异性对密度函数，我们揭示了原子水平的机制负责的塑性流动，这显着不同的金属玻璃和共价玻璃。金属玻璃中的结构重排是通过切割和形成原子键来介导的，这发生在嵌入弹性基质中的一些局部非弹性区域中，而共价玻璃中的结构重排是通过原子键或链的旋转来介导的，而键长没有改变，这以较少的局部方式发生。
2022-05-28 cond-mat.mtrl-sci
The Trachenko-Zaccone equation: nonlinear relaxation from glasses to complex systems
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本综述介绍Trachenko-Zaccone方程的概念发展、物理起源、数学结构、应用场景及未来方向，指出其可作为通用非线性反馈方程应用于复杂系统。
2026-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Universal Scaling Law of Glass Rheology
液体和玻璃之间原子结构的相似性激发了一个长期存在的假设，即玻璃的性质可能更像流体，而不是明显的固体。原则上，玻璃的性质可以通过测量流变学对玻璃状态下剪切应变速率的动态响应来表征。但由于玻璃的脆性和现有实验技术的限制，玻璃的动力学行为主要是在过冷液体状态下或在较窄速率范围内的玻璃状态下进行评价。因此，玻璃的性质还没有很好地阐明实验。在这里，我们报告的动态响应的剪切应力的剪切应变率的金属玻璃超过九个数量级的时间尺度，相当于数百年，由宽带应力松弛实验。在流体动力学的框架内，金属玻璃以及其他玻璃（包括硅酸盐玻璃和聚合物玻璃、颗粒材料、土壤、乳化剂甚至是火蚁聚集体）的全谱动态响应遵循普遍的标度律。此外，通用标度律提供了全面验证的猜想上的干扰相图，通过该系统的各种玻璃系统的动态行为可以统一在一个标题下的热力学参数的温度，体积和应力在轨迹空间。
2021-11-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Measurement of segmental mobility during constant strain rate deformation of a poly(methyl methacrylate) glass
我们描述了一种用于进行聚合物玻璃的恒定应变率变形的装置，同时用光学探针重定向方法测量片段迁移率。聚甲基丙烯酸甲酯玻璃在Tg - 19 K下变形，局部应变速率在3.7 × 10 -5/s和1.2 × 10 -4/s之间。在这些实验中，与未变形的PMMA玻璃相比，在预屈服状态下，迁移率最初增加了40至160倍。在屈服后，即使应力由于应变软化而降低，迁移率也保持不变。这与样品在该区域的势能景观上被拉得更高的观点一致。较高的应变率导致较高的流动性在屈服后制度，并为应变率的范围内调查，流动性和应变率呈线性相关。我们观察到，热历史屈服后的流动性没有影响，变形导致段弛豫时间的分布变窄。这最后三个观察结果与先前报道的PMMA玻璃上的恒定应力实验是一致的。这里报道的实验功能进行比较，计算机模拟和理论模型。
2013-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Composition-dependent nonlinear viscoelastic-viscoplastic behavior and constitutive framework for digitally mixed polymers spanning the glass transition
Department of Mechanical Engineering, Columbia University（哥伦比亚大学机械工程系）
该研究针对PolyJet打印的Agilus与Vero数字混合聚合物，建立统一本构模型，捕捉其组分依赖的非线性粘弹粘塑性行为，可预测未校准混合物响应，为多材料结构设计提供基础。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear yielding of amorphous glassy solids: Effect of temperature and strain rate
本文采用分子动力学模拟方法研究了两种标准模型：无定形聚合物和双分散Lennard-Jones玻璃的剪切屈服和稳态流动。在一定的应变速率下，最大剪切屈服应力和稳态流变应力均随温度的升高而线性下降。应变速率对应变速率的依赖关系可用对数或幂律加常数来描述。与传统的热活化模型的预测结果相比，速率依赖性几乎与温度无关。最近的塑性形变和玻璃流变学模型的关系进行了讨论，并根据这些发现在小区域的颗粒和应力的动态检查。
2003-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interpretation of the vibrational spectra of glassy polymers using coarse-grained simulations
基于经典的Kremer-Grest珠-弹簧模型，对聚合物玻璃的结构和振动态密度（VDOS）进行了数值模拟。我们专注于链长和弯曲刚度的作用，后者被设置通过施加沿链骨架的三体角电位。在增加链长度和弯曲刚度时，结构重组导致材料的体积膨胀和内部应力的积累。的VDOS有两个主要的频带：一个对应于链间和链内的非键合相互作用和一个高频主要对应于构成骨架链骨架的键合珠的振动的低频频带。随着角势陡度的增加，与链弯曲相关的振动模式逐渐从低频向高频带移动。这种模式的重新分布反映在增加链刚度时所谓的玻色子峰的减少中。值得注意的是，更精细的结构和高频带的峰值，以及它们随刚度的变化，可以解释，短链，使用模型三原子分子的解析解。对于较长的链，与链刚度的VDOS的定性演变是相似的，虽然短链观察到的明显的峰变得越来越平滑。我们的研究结果可以用来指导一个系统的方法来解释布里渊和拉曼散射光谱的玻璃态聚合物在未来的工作中，与聚合物加工诊断的应用。
2018-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
In-Situ Studies of Stress Environment in Amorphous Solids Using Negatively Charged Nitrogen Vacancy Centers in Nanodiamond
非晶态固体在日常使用中很常见，它显示出与晶体不同的特性。玻璃、凝胶和聚合物都是常见的例子，聚合物在建筑和工艺方面的作用尤为重要。以往的研究主要集中在聚合物产品的整体性能，而对局部性能的研究较少。在这里，我们设计了一个独特的协议，使用带负电荷的氮空位中心在纳米金刚石原位研究聚合物产品内部的性能。选择聚二甲基硅氧烷的固化和氰基丙烯酸酯的聚合作为研究对象，我们测量了在化学过程中的材料中的局部压力和应变的时间依赖性。通过测量，我们能够原位探测两种聚合物物质内部的局部剪切应力。通过把大得惊人的剪应力看作是内部张力，我们试图对大块固体的极限抗拉强度提供一个微观解释。我们目前的方法适用于任何类型的透明非晶态固体与应力在MPa量级和原位性质的研究在纳米尺度。随着设备的改进，我们期望极限可以被推到亚MPa级。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
