Study of the glass transition in the amorphous interlamellar phase of highly crystallized poly(ethylene terephthalate)
聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种半结晶聚合物，可以从非晶态加热到不同程度的结晶。即使当初级结晶已经完成，二次结晶可以发生进一步退火和修改的非晶层间相的特性。在这项工作中，我们研究了高度结晶的PET的玻璃化转变，并以何种方式通过二次结晶改性。将无定形PET样品在140 ℃和180 ℃之间的温度下退火4小时。用差示扫描量热法监测二次晶化过程，用热激去极化电流法研究剩余层间非晶相的玻璃化转变。采用非等温窗口极化来解决具有明确定义的弛豫时间的模式中的弛豫，随后将其调整为几个标准模型。对实验结果的分析表明，协同效应在层间非晶区有很大程度的降低。结晶温度上的模式的演变表明，大规模的运动逐渐取代更本地化的，具有更高的频率，因为结晶发生在更高的温度。因此，对于较高的退火温度，非晶层间相的玻璃化转变温度趋于较低值。的玻璃化转变的量热扫描的演变模拟从所获得的结果，并显示出相同的行为。这些结果的解释方面，目前的看法有关二次结晶进行了讨论。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of crystallization of FeB-based amorphous alloys studied by neutron thermo-diffractometry
本文用中子热衍射法研究了Fe_（70）Cr_（10）B_（20）和Fe_（80）Zr_（10）B_（10）两种金属玻璃的晶化动力学。结构变化与磁化强度的温度依赖性直接相关。Fe 70 Cr 10 B20的结晶过程分为两步：先共晶α-Fe（bcc）和亚稳的四方相（Fe0.8Cr0.2）3B，然后再共晶转变为稳定相（Fe0.75Cr0.25）2B和更多的α-Fe偏析。这些四元相是磁各向异性的，从而引起大幅度增加的磁性。这种行为类似于Fe 80 B20合金，Cr原子取代了两个晶相中的Fe位置。Fe_（80）Zr_（10）B_（10）也表现出两步过程，其中发生两种多晶型转变。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Isothermal Annealing Effects on $β$-Relaxations and Crystallization Behaviors in Amorphous GeTe
本文研究非晶GeTe等温退火对β弛豫和结晶的影响，发现退火抑制β弛豫并增强Peierls畸变，从而减缓结晶动力学，降低结晶随机性。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond laser crystallization of amorphous titanium oxide thin films
在本文中，我们证明了实验上的结晶相出现在非晶氧化钛加工超快激光脉冲。采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了非晶钛薄膜，并对其进行了飞秒激光辐照。通过X射线衍射、拉曼光谱和电子背散射衍射证实了金红石相的形成。一系列的工艺参数的结晶报道和可能的背景机制进行了讨论。
2018-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Shear accelerated crystallization in a supercooled atomic liquid
通过压缩短棒使形成大块金属玻璃的合金在其过冷状态下经受剪切流动以产生扁平圆盘。所得材料在等温退火期间表现出增强的结晶动力学，这反映在相对于未变形的情况结晶时间的减少。从静态到剪切加速结晶的转变与在高于临界剪切速率$\dotγ_c\approx 0.3$ s $^{-1}$的剪切流动期间积累的应变有关，所述临界剪切速率$\dotγ_c\approx 0.3$ s $^{-1}$对应于Péclet数，$Pe\sim\mathcal{O}(1)$。在中等剪切速率下观察到原子系统中的剪切加速结晶是不常见的。这在此是由于过冷液体的显著粘度而成为可能的，该过冷液体在接近玻璃化转变时随温度强烈增加。因此，我们可以预期遇到的非平凡的剪切相关的影响，在热塑性变形的类似系统。
2015-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization controlled by crystallization in soft magnetic Fe-Si-B-P-Cu alloys
软磁材料具有低矫顽场和高磁导率。最近，由于具有几十纳米的小晶粒尺寸的纳米晶合金表现出与金属玻璃相当的低矫顽场，因此使用退火金属玻璃获得的纳米晶合金引起了人们的极大兴趣。纳米晶软磁材料通过控制晶粒尺寸来获得优异的软磁性能，晶粒的微观结构对软磁性能有着重要的影响。在本研究中，我们研究了由退火金属玻璃得到的Fe-Si-B-P-Cu纳米晶软磁合金的磁性。在晶化过程中，观察结果揭示了所产生的组织和软磁性能之间的相关性。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Surface Crystallization of Monoatomic Pd Metallic Glasses
从无定形原子结构结晶通常被视为追求较低能量状态的自发过程，但对于合金系统，由于固有的结构和组成复杂性，通常难以阐明。在这里，通过电子束照射，我们发现表面限制，从而在单原子Pd金属玻璃，这是由于表面和内部之间的结构差异的系统中的尺寸依赖的结晶。表面晶化的平衡厚度是可控的，这为制备新型纳米结构提供了一种很有前途的方法。该研究被认为提供了从纳米尺度到块体尺寸的固体非晶到结晶相变的一般理解。
2020-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Evolution and Crystallization Behavior of Amorphous Medium-Entropy Ti-Nb-Zr-Ag Thin Films
New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（新技术中心，西波希米亚大学）；H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托尔大学 H.H. 威尔斯物理实验室）；Laser Center HM, Munich University of Applied Sciences HM（慕尼黑应用科学大学 HM 激光中心）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）
含Ag的非晶中熵合金通过退火展现出稳定的结晶结构，为生物医学应用提供了多功能表面涂层的潜力。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Crystallization of amorphous silicon induced by mechanical shear deformations
利用经典的分子动力学（MD）模拟和经验的环境相关原子间势（EDIP）[Phys.Rev.B56，8542（1997）]，研究了非晶硅（a-Si），特别是晶化对外部机械剪切变形的响应。与以前的结果一致，我们发现，在低剪切速度和低温下，剪切变形增加无序和缺陷密度。然而，在高温下，变形被发现诱导结晶，表现出与剪切速率和温度相关的动态转变。剪切变形下的a-Si的性质和系统结晶的程度进行了分析的剪切和非剪切材料之间的势能差（PED），以及缺陷的分数和具有结晶环境的颗粒的数量。
2011-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Percolation-driven $β$ -relaxation enables resonant acceleration of crystallization in amorphous phase-change materials
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Institute of Physics (IA), RWTH Aachen University（亚琛工业大学物理研究所）；Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik II (IWE II), RWTH Aachen University（亚琛大学电气工程材料研究所II）；Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik I (IWEI), RWTH Aachen University（亚琛大学电气工程材料研究所I）；Center for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学材料力学行为国家重点实验室合金创新与设计中心）；Department of Chemistry, Aarhus University（奥胡斯大学化学系）；CENSEMAT Center for Sustainable Energy Materials, Aarhus University（奥胡斯大学可持续能源材料中心）
通过共振激发β-弛豫，利用介电弛豫驱动的原子渗透加速非晶相变材料结晶过程。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interplay of Crystallization and Amorphous Spinodal Decomposition during Thermal Annealing of Organic Photoactive Layers
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所，于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过相场建模揭示热退火过程中晶体生长与非晶分相的相互作用，为有机光电材料的形态控制提供理论依据。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Textured organic ferroelectric films from physical vapor deposition and amorphous-to-crystalline transition
铁电性是微观电偶极子的集体行为，晶化是铁电性产生的关键。另一方面，不受控制的晶化导致不均匀的形貌和随机的晶体取向，这削弱了铁电薄膜的应用潜力。在这项工作中，我们介绍了一种薄膜的制造方法，低温物理气相沉积，然后抑制结晶，与电性能实时监测原位测量。采用该方法制备了2-甲基苯并咪唑（MBI）薄膜，其分子晶体是质子转移型双轴铁电体，并且倾向于生长成刺猬状球晶形貌。原位测量证实，结晶，对应于一个明确的过渡的物理性质，主要发生在沉积后变暖。这使得微米厚的膜在盘状形态与一个偏振轴沿面外方向对齐的制造，而测得的自发极化和矫顽场是可比的单晶值。这些结果标志着薄膜生长的一个重要进展，预计将广泛受益于分子材料薄膜的功能特性取决于结晶，以实现所需的形态和结晶度的制造。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale computational study of the nano-crystallization of amorphous Ge via a self-consistent atomistic - phase field coupling
锗是许多相变材料中的基本元素，即可以在其结晶相和非晶相之间进行可逆转变的系统。它们被广泛用于当前的数字电子产品中，并为下一代非易失性存储器设备带来了巨大的希望。然而，这些应用所需的超快相变可能是非常复杂的，即使是单组分系统，这些现象的物理理解仍然缺乏。在本文中，我们研究了在高温下从非晶薄膜结晶Ge的成核和生长相场模型通知的基本材料性质的原子计算。的原子计算捕获的Ge晶格的各向异性，这导致在界面能和迁移率的取向依赖性的全部。这些取向关系，然后准确地恢复相场模型在有限厚度通过一种新的参数化策略的基础上的不变性解决方案的Allen-Cahn方程。通过这种多尺度方法，我们研究了成核和生长之间的相互作用，发现结晶Ge晶粒的平均半径和成核速率之间的关系遵循简单的Avrami型标度律。我们认为，这些可以用来覆盖一个广泛的区域的成核率空间，从而方便与实验比较。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Hysteresis and competition between disorder and crystallization in sheared and vibrated granular flow
球形颗粒的实验在一个三维库埃特细胞从下面振动和剪切从上面显示滞后冻结/熔化转变。在充分的振动下，观察到结晶状态，其可以通过充分的剪切而熔化。这种转变的临界线与振动和剪切的相等动能相一致。在晶态下，力的分布是双峰的，而在无序状态下，力的分布是单峰的，并且具有近似指数的尾部。压力和体积（$dP/dV > 0$）之间的线性关系存在于一个连续的部分和/或间歇熔化状态的参数范围内。
2004-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Crystallization behaviors in superionic conductor Na$_3$PS$_4$
由于锂资源有限，使用钠的全固态电池是下一代可充电电池的有希望的候选者。实用的钠电池需要具有高导电性的电解质。通过使通过球磨合成的无定形Na $_3$ PS $_4$结晶，获得表现出超过10 $^{-4}$ S cm $^{-1}$的高电导率的立方Na $_3$ PS $_4$。无定形Na $_3$ PS $_4$以立方结构结晶，然后在加热时转化为四元相。在这项研究中，通过透射电子显微镜原位观察表明，在从立方相到四方相的过渡过程中，微晶尺寸急剧增加。此外，电子衍射分析表明，无定形域和纳米尺寸的微晶共存的立方Na $_3$ PS $_4$标本，而四相含有微米尺寸的微晶。纳米尺寸的微晶和由微晶和无定形域形成的复合物是最有可能负责的立方Na $_3$ PS $_4$标本中的电导率的增加。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Universal two-step crystallization of DNA-functionalized nanoparticles
我们研究了通过DNA杂交可逆地束缚的纳米颗粒的结晶动力学。我们表明，结晶容易发生，只有在一个狭窄的温度“槽”，并始终通过两步的过程，介导的高度连接的无定形中间体进行。对于较低温度的淬火，非晶态下解链的动力学足够慢，以致结晶受到动力学阻碍。这解释了在这些系统中形成晶体的困难。蛋白质和胶体结晶行为的强烈相似性表明，这些不同的系统以一种明显普遍的方式结晶。
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The role of shear in crystallization kinetics: From suppression to enhancement
在许多技术应用中，以及在云中的冰成核等自然过程中，结晶在应力和流动的存在下进行，因此了解简单情况下的结晶机制非常重要。我们采用分子动力学模拟来研究弱剪切下的近硬球液体的结晶动力学。我们表明，剪切流既增强和抑制硬球的结晶动力学。剪切的效果取决于静态机制：抑制在激活制度和增强在扩散限制制度小应变率。在更高的应变速率下，即使在接近玻璃化转变的密度下，结晶也再次变成活化过程。
2015-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Femtosecond Laser-induced Crystallization of Amorphous Sb2Te3 film and Coherent Phonon Spectroscopy Characterization and Optical Injection of Electron Spins
采用飞秒激光辐照晶化技术将非晶Sb_2Te_3薄膜转变为晶化薄膜。利用高灵敏度的相干声子谱（CPS）技术研究了非晶Sb_2Te_3薄膜在辐照后的晶化过程。CPS揭示了对应于晶体Sb 2 Te 3的特征声子模式的两个声子模式的振动强度，随着激光照射能量密度（LIF）的增加而增强，显示出LIF的结晶度的上升，并且飞秒激光照射是一种良好的后处理技术。利用时间分辨圆偏振泵浦-探测光谱研究了激光诱导晶化Sb_2Te_3薄膜的电子自旋弛豫动力学。实验结果证实了自旋相关的光学跃迁选择定则的有效性和基于自旋光栅的类Sb 2 Te 3拓扑绝缘体自旋等离激元集体模瞬态光学探测方案的可行性.
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of saponite crystallization from a rapidly formed amorphous intermediate
虽然粘土是地球风化引擎中至关重要的矿物相，但目前还不清楚它们是如何在（接近）环境压力和温度的表面环境中形成的。大多数合成路线，试图让人们了解合理的机制，依赖于热液条件，但许多地质研究表明，粘土实际上可能形成在中等温度（< 100摄氏度）。C）在大多数陆地环境中。在这里，我们提出了低温（25-95度）的机制。C）合成镁粘土皂石的结晶。我们描述了在反应的各个子阶段的途径，因为我们来自高能X射线衍射，红外光谱和透射电子显微镜数据。我们的研究结果表明，皂石通过两个阶段的过程结晶：1）快速（几分钟）共沉淀，其中约20%的可用镁结合到铝硅酸盐网络中，然后2）慢得多的结晶机制（数小时至数天），其中剩余的镁逐渐结合到生长的皂石片结构中。
2020-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Amorphous to Crystalline Transformation: How Cluster Aggregation Drives the Multistep Nucleation of ZIF-8
本研究结合谐波光散射与 NMR 波谱，揭示 ZIF-8 经带电 PNCs 聚集、释放配体质子形成中性 APPs 并入单体后结晶的多步成核机制。
2025-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of solid state crystallization of boron polymorphs at ambient and high pressures
本文系统地研究了多晶型硼（α-B_（12），β-B_（106），γ-B_（28），T-B_（52））与非晶硼（am-B）之间的固态相变。很明显，阶段的奥斯特瓦尔德规则在相变过程中起着重要的作用，不仅是无定形硼，但也结晶形式。我们观察到四硼酸盐T-B_（52）从高纯度（99.99%）的非晶相结晶，然而，它不能容易地与B_（50）C_2硼化合物区分。影响非晶相转变的因素很多，不仅可以观察到已知的am-B \rightarrow α-B12和am-B \rightarrow β-B106转变，而且还可以观察到迄今尚未报道的am-B \rightarrow T-B52转变。在~14 GPa下，结晶顺序变为β-B106 \rightarrow α-B12 \rightarrow γ-B28，而在~11 GPa下仍观察到T-B52的中间结晶。这明确地表明，α-B12在高压下比β-B106更稳定，并且使得在非常高的压力和中等温度（低于1600 K）下，即在其稳定性范围之外，可以将高纯度的普通β相至少部分地转化为α-B12。
2011-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Structure and Magnetic Properties of Vacuum-Annealed CoFeB Thin Films: From Amorphous Alloy to Metastable (Co,Fe)23B6 tau-Boride
Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼纽尔·康德波罗的海联邦大学）；Nelson Mandela University（纳尔逊·曼德拉大学）；Koenigssystems UG（科尼格斯系统有限责任公司）
研究揭示了真空退火CoFeB薄膜中形成亚稳态τ-硼化物（Co，Fe）23B6的机制，提升了磁性性能，为下一代自旋电子器件设计提供新思路。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Nanocrystalline Zr3Al Made through Amorphization by Repeated Cold Rolling and Followed by Crystallization
反复冷轧使金属间化合物Zr 3Al发生严重变形。通过X射线衍射表明，这导致非晶化。TEM研究表明，非常小的纳米晶体的均匀分布的碎片是存在于非晶基体中，这是不解决的X-射线衍射。在加热到773 K后，非晶结构的结晶导致非平衡Zr 2Al相的小晶粒（直径为10 - 20 nm）的完全纳米晶结构。可以得出结论，保留在非晶相的碎片作为核。在加热到973 K后，晶粒长大到直径约100 nm，并开始形成化合物Zr 3Al，这与合金成分相对应。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size-independent Shear Band Formation in Amorphous Nanowires made from Simulated Casting
分子动力学模拟表明，表面强烈影响非晶纳米线在拉伸应变局部化行为。采用模拟铸造的样品制备程序以促进样品表面的松弛。短至15 nm（直径7.5 nm）的样品在变形过程中形成占主导地位的剪切带。在塑性形变过程中释放的弹性能足以在相当小的样品尺寸下提供剪切带成核所需的过量势能。结果表明，剪切带的形成几乎与尺寸无关，只受其自身长度尺度的限制。
2010-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Real-time observation of the isothermal crystallization kinetics in a deeply supercooled liquid
低于熔化温度时，$T_m$晶体是典型的元素或分子体系的稳定相。然而，将液体冷却到低于$T_m$，结晶是不可避免的。液体可以过冷，最终形成低于玻璃化转变温度$T_g$的玻璃。尽管它们具有长的寿命和产生表观稳定性的强势垒的存在，但过冷液体和玻璃保持固有的亚稳态和对晶体的热稳定性不稳定。在这里，我们研究了在深过冷液体在1100 K，大约一半之间的$T_m$和$T_g$的原型强玻璃形成剂GeO $_2$的等温结晶动力学。结晶过程已通过时间分辨中子衍射观察了约三天。数据显示，无定形结构向α-石英相连续重组，最终材料由陷入低密度残余无定形基质的结晶域组成。的衍射图案的定量分析，可以确定的时间演变的相对分数的晶体和非晶，这是通过一个经验模型解释的结晶动力学。这种方法提供了一个很好的描述的实验数据，并确定了晶体和非晶之间的捕食者-猎物一样的机制，密度变化作为阻挡屏障。
2016-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Compaction of bulk amorphous Fe40Ni40P14B6 alloys
在~1.2 GPa压力下，在Fe 40 Ni 40 P 14 B6合金的过冷液体区，对两块体非晶合金圆片进行了短时间热压凝固。当凝固温度Ts较低时，两块体非晶Fe 40 Ni 40 P 14 B6合金盘不能实现连接。只有当Ts达到675 K附近时，两个非晶Fe 40 Ni 40 P14 B6合金盘才具有足够低的粘度以在短时间内完全熔合在一起，并且所得压块保留约90%的非晶相。为了进一步提高凝固温度Ts，大量的晶化将发生并导致金属玻璃的脆化。
2007-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Model for crystallization kinetics: Deviations from Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami kinetics
我们提出了一个简单而通用的模型，以了解从著名的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami动力学理论中发现的金属再结晶和非晶半导体结晶的偏差。我们分析了动力学的转变和产品材料的晶粒尺寸分布，发现我们的模型和现有的实验数据之间有很好的整体协议。如此获得的信息可以帮助将由于沿着一些区域预先存在的各向异性而引起的上述实验偏差与沉积期间非晶相的一定程度的结晶度或更一般地与衬底的杂质或粗糙度相关联。
1999-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dynamics of Shear-Transformation Zones in Amorphous Plasticity: Formulation in Terms of an Effective Disorder Temperature
本文的研究扩展了非晶态固体中塑性形变的剪切转变区理论。我在这里的主要目的是探讨这种系统的构型自由度在持续的机械变形过程中与热浴脱离热力学平衡的可能性，以及由此产生的构型无序状态的特征可能是有效温度。进一步假设STZ的人口与有效温度平衡，允许理论直接与实验测量的金属玻璃的性质进行比较，包括它们的量热行为。有效温度和机械变形之间的耦合表明剪切带不稳定性的解释。
2004-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Dominant shear bands observed in amorphous ZrCuAl nanowires under simulated compression
在分子动力学模拟中，我们观察到在模型ZrCuAl金属玻璃（MG）纳米线（18 nm长）中主导剪切带的形成，这意味着MG材料的初始塑性与尺寸无关。使用模拟铸造技术制备MG纳米线以确保样品表面的适当松弛。在单轴压缩下，剪切带在表面开始，并导致减少二十面体短程有序。剪切带的形成对样品的热历史很敏感，这就要求在MG样品尺寸效应的实验和数值研究中仔细考虑样品制备的影响。
2012-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Avalanche effects in solid-phase epitaxial crystallization induced by light-ion irradiation
在293 - 573 K温度范围内，研究了B离子辐照时非晶Si层在晶Si衬底上的固相外延晶化。在所有测量温度下都会发生再生长，活化能为0.07 eV，前因子为2.36 nm / 10^14 B cm-2。低活化能表明存在自由间隙点缺陷，异常大的前因子表明每个间隙结晶约50个宿主Si原子。我们建议，间隙湮灭在A/C接口掀起了冲击般的过程，驱动C-Si岛的成核和生长，直到终止的失配应变。
2015-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous silicon under mechanical shear deformations: shear velocity and temperature effects
在某些情况下，机械剪切变形导致与离子辐照产生的效应类似的效应。在这里，我们描述了剪切速度和温度对非晶硅（\aSi）的影响，使用经典的分子动力学模拟的基础上经验的环境依赖原子间势（EDIP）建模。随着在低温下的剪切速度的增加，我们发现一个系统的增加，导致结构缺陷（5倍协调原子）的快速出现的内部应变。外部施加的应变的影响几乎可以通过提高温度来完全补偿，从而使系统能够更快地响应变形。特别是，我们发现相反的幂律关系的温度和剪切速度和变形能。缺陷的空间分布也被发现强烈地依赖于温度和应变速度。对于低温或高剪切速度，缺陷集中在靠近单元中心的几个原子层中，而随着温度的升高或剪切速度的降低，它们缓慢地在整个模拟单元中扩散。这种复杂的行为可能与能源景观的结构和连续的能源障碍分布的存在有关。
2011-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Volume-shear coupling in a mesoscopic model of amorphous materials
我们提出了一个二维介观模型的屈服应力材料，其中包括局部体积波动耦合到剪切的可能性，在这样的方式，材料的剪切强度随着局部密度的降低而降低。该模型再现了一些众所周知的这种材料的现象学的影响。特别是，我们发现：样品的体积随着变形速率的增加而增加;剪切带不再相对于所施加应力的主轴以45 $^\circ$取向（如在没有体积-剪切耦合的情况下）;如果体积-剪切耦合足够强，则均匀变形在足够低的变形速率下变得不稳定。我们还分析了这种耦合的背景下出现的平衡剪切带，例如在金属玻璃的影响。
2022-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of the shear band direction in amorphous solids
剪切带不稳定性的主要理论难题之一是剪切带自发地选择相对于主应力轴的角度。在这里，我们采用我们最近的原子论理论来计算分析角度的Eshelby列入模型忠实的本征函数的海森矩阵，软在塑性不稳定的特性。我们表明，加载协议，不保存体积的结果在剪切带的角度不同，从45 $^o$的应变轴，只有当外部应变保持体积像在纯剪切，剪切带精确地对齐在45 $^o$的应变轴。我们计算的剪切带的角度在加载协议的特性方面的解析公式，定量协议与计算机模拟证明。
2013-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Excellent glass former Ni$_{62}$Nb$_{38}$ crystallizing under combined shear and ultra-high pressure
在某些极端条件下研究凝聚态物质可以更好地理解微观结构转变的机制，并开发具有全新力学性能的材料。本文研究了块体金属玻璃（BMG）Ni $_{62}$ Nb $_{38}$的结构和晶化动力学。我们发现，这种非晶合金快速结晶下的剪切变形和反压的综合作用。揭示了引发形成稳定晶相所需的阈值压力。剪切变形和压力导致相分离：形成两个高密度不均匀的晶体结构。我们发现，这种BMG的结晶发生在两个阶段，由于Ni和Nb晶相的生长速率的显着差异。本文的研究结果对理解镍基非晶合金的晶化和非晶化特征具有重要意义。
2021-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous shear bands in crystalline materials as drivers of plasticity
本文通过实验与原子模拟结合，揭示了晶体材料中非晶剪切带形成的材料性能趋势及其驱动塑性或导致断裂的条件，并提出通过成分调控提高名义脆性材料韧性的策略。
2023-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Partial crystallization in a Zr-based bulk metallic glass in selective laser melting
非晶态金属由于没有晶界和位错而具有优异的性能，因此很有希望用作结构材料。获得非晶态金属需要高冷却速率的淬火。在传统技术中，这是阻碍金属玻璃应用的相当大的尺寸限制的原因。增材制造（AM）不受尺寸限制。所谓的块体金属玻璃（BMG）合金具有极低的临界冷却速率，可用于AM。利用选择性激光熔化（SLM）技术制备Zr基非晶合金的研究已经证明了获得非晶态的可能性，但部分晶化是该技术的主要缺陷。本文旨在分析部分晶化的条件，并试图通过优化工艺参数来控制部分晶化。本文对Zr基非晶合金的单道SLM实验进行了全面的参数分析，结果表明，部分晶化的条件是最佳的。观察到的显微组织与由解析传热模型估算的激光冲击区温度场和热循环有关。在激光轨迹的截面上，该模型与实验结果吻合较好，在重熔区的周围有一个环形的较暗的结晶区，在重熔区的中心有一个亮区，在重熔区的周围有一个环形的较暗的结晶区区域尺寸与激光功率和扫描速度的关系。激光处理前存在于基体中的初生晶体夹杂物似乎在激光熔化时溶解。重熔区的平均冷却速率远大于临界冷却速率。因此，不期望均匀形核。然而，理论上估计的结晶时间足以在热量中进行相当大的晶体生长-原生结晶包裹体和晶核未完全溶解的影响区
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effects of Shear-Induced Crystallization on the Rheology and Ageing of Hard Sphere Glasses
研究了高浓度硬球颗粒悬浮液的流变特性，特别是剪切诱导晶体的流变响应。使用几乎单分散的硬球，我们准备剪切诱导晶体振荡剪切下，并检查其线性和非线性的机械响应相比，在相同的体积分数与他们的玻璃同行。很明显，剪切诱导结晶导致弹性模量和粘性模量的显著下降，这是由于结构重排使流动变得容易。出于相同的原因，在相同的体积分数下，晶体中的临界（G“的峰值）和交叉（G”和G“的重叠）应变比玻璃小。然而，当考虑到在每个状态下的最大堆积的距离时，发现晶体的弹性模量大于在相同自由体积下的玻璃，这表明由于长程序而增强的材料。最后，剪切诱导的晶体反直觉地表现出与玻璃类似的流变老化（具有G '的对数增加），表明剪切诱导的结构不处于热力学平衡。
2008-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Heterogeneities in amorphous systems under shear
近十年来，非晶材料形变基本机制的研究取得了重大进展。在这里，我们首先回顾基于物理的可塑性理论，追溯到早在70年代就对“剪切变形”的识别。我们将展示如何建设性的批评的理论模型允许制定有关的结构紊乱，机械噪声和远程弹性相互作用的作用的问题。这些问题提供了必要的背景，以了解是什么激发了最近的数值研究。然后，我们总结他们的结果，说明为什么他们必须把重点放在无热系统，并指出悬而未决的问题。
2011-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Shear Localization in Plastic Deformation of Amorphous Solids
塑性形变的剪切转变区（STZ）理论预测，足够软的非晶态固体对于形成微结构剪切带的周期性阵列是线性不稳定的。有限的非线性分析表明，这种不稳定性可能是负责应变软化在恒定应力和恒定应变速率实验的机制。这里提出的分析只适用于二维系统中的一维带型，并且只适用于非常低的温度。它使用STZ理论的基本形式，其中只有一种区域，而不是具有一定转化率范围的区域分布。尽管如此，结果是在定性协议的基本特征，可用的实验数据。非线性理论还意味着，较硬的材料，不经历微观结构的不稳定性，可能会形成孤立的剪切带在薄弱的区域，或者，也许，在集中的应力点。
2001-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Interface-mediated softening and deformation mechanics in amorphous/ amorphous nanolaminates
本文研究了非晶-非晶Ta$_2$O$_5$/SiO$_2$纳米多层膜的变形行为，发现其硬度随双层厚度减小而降低，高界面密度通过促进应变协调防止了脆性灾难性失效。
2025-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Predicting emergence of crystals from amorphous matter with deep learning
Google DeepMind（谷歌DeepMind）
针对非晶相结晶产物预测难题，提出利用通用深度学习势采样局部结构基元结晶路径的方法，可高精度预测多类无机材料的初始成核晶体结构，为合成新亚稳态晶体提供新途径。
2023-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Dynamics of shear-transformation zones in amorphous plasticity: non-linear theory at low temperatures
我们使用的能量平衡和耗散的考虑，推导出一个自洽版本的非晶态固体的塑性形变的剪切转变区（STZ）理论。该理论被推广到包括任意空间取向的STZ。讨论了弹塑性材料的连续介质方程及其能量平衡性质。
2004-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Percolating Plastic Failure as a Mechanism for Shear Softening in Amorphous Solids
"剪切软化”是指当施加在非晶态固体上的应力增加到超过初始线性区域时观察到的剪切模量的降低。仔细的数值准静态模拟揭示了塑性破坏和剪切软化之间的密切关系。与塑性流动相关联的剪切模量的稳态值的达成被识别与经历了塑性事件的区域的渗流。我们提出了一个基本的“双态”模型，插入失败和处女区域之间，并提供了一个简单而有效的表征剪切软化。
2013-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical Response of Mesoporous Amorphous NiTi Alloy to External Deformations
多孔钛镍化物由于其独特的物理和机械性能如形状记忆效应、高耐腐蚀性和生物相容性的组合而在各个行业中非常受欢迎。采用非平衡分子动力学模拟研究了多孔非晶钛镍合金在单向拉伸、单向压缩和均匀剪切下孔隙度对力学性能的影响。我们已经发现，多孔金属玻璃的特征在于与其晶体类似物相比，具有相对大的杨氏模量值。已经发现，具有多孔网络的系统表现出与抗拉伸和抗剪切相关的改进的弹性特性。含有孤立球形孔的系统更耐压缩，而不耐拉伸和剪切。这些结果可用于发展和改进非晶泡沫金属的制备方法。
2021-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Effects in the Shear-Transformation-Zone Theory of Amorphous Plasticity: Comparisons to Metallic Glass Data
我们扩展我们早期的剪切转变区（STZ）理论的非晶塑性，包括热辅助分子重排的影响。我们的理论的这个版本是对非结晶固体中流动的传统理论的实质性修改和概括。在我们早期的工作中，它预测了一个动态的过渡之间的堵塞和流动状态在屈服应力。在该屈服应力以下，现在描述热辅助蠕变。我们表明，该理论占实验观察到的应变率依赖性的金属玻璃的粘度，它也捕捉到许多细节的瞬态应力-应变行为的这些材料在加载过程中。特别是，它解释了在足够高的应力作为低应力蠕变和屈服应力附近的塑性流动之间的过渡的超塑性的明显发病。我们还认为，这些变形过程的传统理论中存在内部不一致，并提出进一步的实验以及理论分析可能会导致更好地理解广泛的非平衡现象的方法。
2004-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Variable-amplitude oscillatory shear response of amorphous materials
变幅振荡剪切试验是研究和量化非晶态固体、复杂流体和生物材料非线性流变学的有力工具。最近的一些实验和原子模拟研究表明，在低剪切振幅下，非晶态固体进入振幅和初始条件依赖的耗散极限环，其中来回局部粒子重排周期性地使系统处于相同的状态。在足够大的剪切振幅，非晶系统失去记忆的初始条件，表现出混乱的粒子运动伴随着扩散行为，并解决到一个随机的稳态。这两个制度分开的过渡振幅，可能具有一些关键的功能。在这里，我们认为，这些观察结果支持一些物理假设体现在非平衡热力学，内部变量为基础的，剪切转换区模型的无定形粘塑性，最值得注意的是，“流动缺陷”在非晶态固体的特点是内部状态之间，他们可以进行过渡，结构演变是由耗散与塑性形变。我们提出了一个相当广泛的理论分析的热力学剪切转换区模型的变幅振荡剪切协议，强调其成功占各种实验和模拟观测，以及它的局限性。我们的研究结果提供了一个连续水平的理论框架来解释非晶态固体的变幅振荡剪切响应，并可能促进进一步的发展。
2014-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anisotropic crystallization in solution processed chalcogenide thin film by linearly polarized laser
与非晶硫属化物结构相关的低活化能提供了利用基于激光或热处理的材料性质的广泛可调谐性。本文研究了近带隙激光诱导硫化砷溶液各向异性晶化。与激光刺激相关的修改后的电子带尾状态导致一个独特的光致发光光谱，热退火的非晶玻璃相比。在透射电子显微镜实验中，激光晶化材料呈现出周期性的亚波长波纹结构，并表现出偏振相关的光致发光。这些材料的本地原子结构的分析，使用实验室为基础的X-射线对分布函数分析表明，激光照射引起轻微的重排，在原子长度尺度上，与一个小的百分比的S-S同极键转换为As-S异极键。这些结果突出了激光和热处理在这类重要材料中的根本差异。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plastic response and correlations in athermally sheared amorphous solids
低温非晶态固体中不可逆变形的发生是由于基元事件的积累，由仅涉及几十个原子的空间和时间局部化的原子重排组成。最近，数值和实验工作解决了这些塑料事件之间的时空相关性的问题。在这里，我们提供了进一步了解这些相关性的调查，通过分子动力学（MD）模拟，塑性响应的二维非晶态固体人工触发局部剪切转换。我们表明，虽然在淬火配置的塑性响应几乎是不存在的，它变得很明显，如果以前施加的系统上的剪切应变。塑性响应具有四重对称性，这是局部变形后剪应力重分布的特征。在高剪切速率，我们报告的波动耗散关系的证据，连接塑性响应和相关性，这似乎打破了，如果考虑较低的剪切速率。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Incorporating a soft ordered phase into an amorphous configuration enhances its uniform plastic deformation under shear
均匀结构的非晶材料在剪切作用下通常会发生不均匀变形，这种变形会发展为剪切局部化，最终形成破坏性的剪切带。解决这一问题的一种方法是引入一种包含多个相的非均匀结构，这可以减少局部非均匀剪切变形并阻止其在整个系统中的渗流。使用恒温分子动力学（MD）模拟，我们比较的变形行为之间的均匀的非晶混合物的双分散盘颗粒，通过一个n-6的Lennard-Jones潜在的可调的柔软性，与一个不均匀的包含均匀分布的有序相相互作用。我们改变大颗粒与小颗粒的人口比例，以创建均匀或不均匀的混合物，其中所选相的柔软度可以通过指定粒子间势的n来手动调整。对所制备的混合物施加大范围准静态剪切的结果表明，含有软有序相的非均匀非晶混合物的整体变形比均匀非晶混合物的变形更均匀，这表明结构的不均匀性和相间软度的变化对提高剪切下塑性形变的均匀性起着重要作用。
2018-07-15 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
Predicting plastic flow events in athermal shear-strained amorphous solids
我们提出了一种方法来预测一个通用的非晶态固体将失败的塑性响应（即不可逆变形）的外部应变的值，仅基于非线性弹性模量的测量。虽然通常被认为是根本不同的，与描述可逆的现象和塑性破坏的不可逆行为的弹性性能，我们表明，一些非线性弹性模量的知识是足够的预测塑性集。
2010-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear band healing in amorphous materials by small-amplitude oscillatory shear deformation
采用分子动力学模拟研究了小振幅周期性剪切对二元玻璃中剪切带退火的影响。剪切带首先通过大振幅周期性剪切引入稳定的玻璃中，然后非晶样品在低于屈服应变的应变振幅下在数千个周期期间经受重复加载。结果发现，随着应变振幅的增加，玻璃被重新定位到更深的势能水平，而退火后的能量变化不受玻璃初始稳定性的影响。力学性能测试结果表明，剪切模量和屈服应力在前几百次循环中均向平台水平增加，且在接近屈服应变的应变幅下加载时，剪切模量和屈服应力的增加幅度最大。非仿射位移的分析表明，剪切带分裂成孤立的集群，随着时间的推移逐渐衰减，导致几乎可逆的变形范围内的弹性。这些结果可能对金属玻璃的机械加工和增材制造有用。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The cooling rate dependence of the shear modulus of amorphous solids
快速冷却液体可导致玻璃化转变，产生剪切模量和体积模量有限的非晶态固体。即使在密度恒定的情况下，这些所得模量也强烈依赖于冷却速率。理解这种现象需要分别分析也存在于完全有序材料中的"玻恩项"和由玻璃无序引起的"过剩模"的贡献。我们发现，玻恩项是非常不敏感的冷却速率，和所有的剪切模量的变化是由于过剩模式。我们认为，这种方法提供了一个基本的线性响应系数，即剪切模量的冷却速率依赖性的定量理解。
2013-01-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Thermodynamics of Amorphous Materials III: Shear-Transformation-Zone Plasticity
我们使用的内部变量，有效温度热力学在前面的两篇论文重新制定的剪切转变区（STZ）理论的非晶塑性。根据前面分析的要求，我们对STZ内部自由度的能量和熵进行了显式近似。然后，我们表明，热力学第二定律约束的STZ转变速率有一个Eyring形式作为有效温度的函数。最后，我们推导出一个运动方程的STZ动力学的情况下的有效温度。
2009-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
