Origin of the excess specific heat in metallic glass forming liquids
我们报告了一系列金属玻璃形成液体的超额比热。发现在玻璃化转变温度Tg处相对于玻璃的超额比热是恒定的并且接近于，其中R是气体常数。在典型的Pd40Ni10Cu30P20金属玻璃形成液体中，过量比热与温度无关。建立了过量比热的定量描述。原子的平移扩散是过剩比热的来源。研究结果为理解金属玻璃的玻璃化转变提供了基础。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Inter-basin fluctuations in glass-forming liquids: short time and long time thermodynamic susceptibilities
从能盆和能盆间跳跃两个方面分析了玻璃形成剂中局部结构涨落的热力学效应。根据测量的时间尺度，人们观察到与一组狭窄的盆地相关的短时间热力学性质，或包括结构弛豫的平衡性质。盆地间的跳跃性表现为压力、内能等热力学短时特征的波动。建立了压力和内能的盆间波动与长、短时磁化率之差的关系式，并在此基础上讨论了构造对温度和压力的相对敏感性。
2002-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-linear dynamic response of glass-forming liquids to random pinning
我们使用大规模的计算机模拟的玻璃形成液体中的一部分c的粒子已被永久钉扎。我们发现，弛豫动力学表现出指数依赖于c。这一结果可以合理化，通过一个简单的理论分析，我们讨论了它的含义的玻璃化转变的热力学理论。对于中低温，我们发现，由于钉扎饱和的动力学的放缓和协同性随着c的增加而降低，结果表明，在玻璃形成液体中存在一个动态的交叉，在该交叉处的形状的松弛实体的变化。
2014-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Lanthanum-Cerium Based Bulk Metallic Glasses with Superior Glass-Forming Ability
报道了一种具有优良非晶形成能力（GFA）的五元（La0.5Ce0.5）65 Al 10（Co0.6Cu0.4）25合金，通过倾斜浇注可形成直径为32 mm的完全非晶棒材。通过与四元（La_（0.5）Ce_（0.5））65 Al_（10）TM_（25）和三元（Ln = La或Ce; TM = Co或Cu）合金的玻璃纤维生长率的比较，我们认为，利用La-Ce和Co-Cu的共存使竞争晶相复杂化的强结晶抑制作用有助于构造具有优良玻璃纤维生长率的BMG构件。
2006-12-07 cond-mat.mtrl-sci
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
Solid-like mean-square displacement in glass-forming liquids
最近的研究表明，几种不同化学性质的玻璃形成液体的频率相关流动性的实部与无序固体中交流导电的随机势垒模型（RBM）的预测一致[S. P. Bierabeth \textit{et al.}，物理学评论快报。{ \bf 119}，248001（2017）]。受这些结果的启发，我们介绍了一个抗结晶的修改的Kob-Andersen二进制Lennard-Jones混合物的结果，广泛的图形处理单元（GPU）为基础的分子动力学模拟。我们发现，低温均方位移很好地拟合的RBM预测，其中涉及没有形状参数。这一发现突出了解释为什么一个简单的模型的基础上跳跃的非相互作用的粒子在一个固定的随机能量景观可以重现复杂的和高度合作的动态玻璃形成液体的挑战。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantitative Theory of a Time-Correlation Function in a One-Component Glass-Forming Liquid with Anisotropic Potential
Shintani-Tanaka模型是一种玻璃形成系统，其成分通过各向异性势相互作用，取决于每个粒子携带的单位矢量的角度。单位矢量的时间关联函数的衰减表现出玻璃化转变过程中一般弛豫函数的特征。特别是它表现出一种“拉伸指数”的形式，拉伸指数β强烈依赖于温度。我们构建了一个定量的理论，这个关联函数，通过分析所有的物理过程，有助于它，从平移衰变通道分离旋转。有趣的是，这些过程中的每一个的单独衰变函数都与温度无关。与由统计力学先验确定的依赖于温度的权重一起，生成与不同温度下的模拟定量一致的观察到的关联函数。这强调了在没有详细的物理检查的情况下就对玻璃态弛豫函数下任何结论的危险。
2008-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Direct numerical analysis of dynamic facilitation in glass-forming liquids
本研究提出一种无需假设动力学本质的计算策略，量化玻璃形成液体中动态促发效应的时间、长度尺度的温度演化，发现其强温度依赖导致弛豫事件亚扩散传播，且该演化是结构弛豫时间增长的主因。
2024-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
String Model Predicts Relaxation in Sheared Glass-Forming Liquids
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences（中国科学院长春应用化学研究所）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
研究玻璃物理中结构弛豫从平衡态到非平衡态的演变，通过模拟稳态剪切下的模型玻璃形成体，基于集体运动和有效温度理论定量预测弛豫时间，揭示平衡与非平衡弛豫受相同机制支配，提供统一微观描述。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computational studies of the glass-forming ability of model bulk metallic glasses
块体金属玻璃（BMG）是由过冷液体金属合金在低于玻璃化转变温度下以远快于临界冷却速率Rc的速率快速热淬火而产生的。BMG的玻璃形成能力随R_c的降低而增强，因此好的玻璃形成体具有较小的R_c值。我们进行分子动力学模拟的二元Lennard-Jones（LJ）的混合物，以量化的关键参数，如化学计量比，粒度差异，吸引力的强度，和混合热，影响模型BMG的玻璃成形性。对于二元LJ混合物，我们发现，最好的玻璃形成的混合物具有原子尺寸比（小到大）小于0.92和近50：50的化学计量数。此外，较小原子之间较弱的吸引力相互作用有利于玻璃的形成，而负混合热（在实验相关的制度）不改变R_c显着。这些研究代表了定量预测玻璃成形性的计算方法发展的第一步。
2013-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
The role of local-geometrical-orders on the growth of dynamic-length-scales in glass-forming liquids
复杂的结构弛豫的精确性质，以及在冷却玻璃形成液体的弛豫时间的急剧增长的解释是必不可少的液体的玻璃化的理解。弛豫时间的急剧增加被认为是由一个或多个相关长度的增长引起的，这一点最近受到了广泛的关注。在这里，我们报告了一个特定的本地几何秩序的增长和增加的动态长度尺度的金属玻璃形成液体中的原子动力学减慢之间的直接联系。虽然几种类型的局部几何秩序存在于这些金属液体中，二十面体有序的增长被发现是直接相关的动态长度尺度的增加。这一发现提出了一个有趣的设想，即瞬态二十面体有序可能是金属玻璃形成液体中动态长度尺度的起源。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the glass-forming ability of metallic glasses through energetic frustration
由于对控制合金玻璃形成能力（GFA）的变量缺乏定量的了解，多功能BMG的设计受到限制。几何挫折（例如，原子半径的差异）和能量挫折（例如，原子种类的内聚能的差异）都有助于GFA。我们进行分子动力学模拟的二元Lennard-Jones混合物，只有充满活力的挫折。我们发现，有小的相关性之间的混合热和临界冷却速率$R_c$，低于该系统结晶，除了$ΔH_{\rm mix} < 0$。通过消除几何阻挫的影响，我们发现$R_c$与变量$ε_- = (ε_{BB}-ε_{AA})/(ε_{AA}+ε_{BB})$和${\overline ε}_{AB} = 2ε_{AB}/(ε_{AA}+ε_{BB})$之间有很强的相关性，其中$ε_{AA}$和$ε_{BB}$是原子$A$和$B$的结合能，$ε_{AB}$是$A$和$B$原子之间的对相互作用。我们确定了$ε_-$和${\overline ε}_{AB}$的一种特定的$f_B$依赖性组合，该组合使$R_c$的数据在冷却速率上接近$4$数量级。
2019-04-10 cond-mat.dis-nn 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
Quantitative Theory of a Relaxation Function in a Glass-Forming System
我们提出了一个简单的玻璃形成模型（具有不同相互作用参数的粒子的二元混合物）的弛豫函数的定量理论。它表明，放缓是由本地有利的区域（集群），这是长期存在的，但其中每一个放松作为一个简单的函数的时间之间的竞争。没有集群的背景松弛是简单地由一个典型的长度，我们推导出一个基本的统计力学参数。的总松弛函数（这取决于时间在一个非平凡的方式）被定量确定为一个加权和的集群和背景。这个系统的“脆弱性”可以定量地理解，因为它是由局部有利区域的数量分数的温度依赖性决定的。
2008-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Rebuttal to Schmelzer and Tropin: Glass Transition, Crystallization of Glass-Forming Melts, and Entropy
在最近的一篇文章中，Schmelzer和Tropin [Entropy 20 [2] 103（2018）]对现代玻璃科学的几个方面提出了毫无根据的、令人困惑的批评。依靠前苏格拉底希腊哲学和20世纪20年代至30年代最先进的科学理解，Schmelzer和Tropin传播了一种过时的玻璃物理学观点，这与第二次世界大战后进行的理论和实验领域公认的知识不一致。这封短信的目的是澄清和消除他们的批评。这个反驳是针对我们的同事，特别是那些可能会感到困惑的学生。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the origin of bulk glass forming ability in Cu-Hf, Zr alloys
了解金属系统中块体金属玻璃（BMG）的形成并找到一个可靠的BMG成分选择标准是凝聚态物理和材料科学中最重要的问题之一。使用非晶和结晶Cu-Hf合金（30-70原子% Cu）的磁化率测量的结果，我们发现相应的玻璃和结晶合金的磁化率的差异和在这些合金的玻璃形成能力（GFA）的变化之间的相关性。由于相同的相关性可以从与Cu-Zr合金的电子结构相关的性质的数据中推断出来，因此它似乎相当普遍，并且可以应用于基于早过渡金属和晚过渡金属的其他玻璃态合金。从自由能考虑，这种相关性是合理的，并提供了一种选择具有高GFA的组合物的简单方法。
2016-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic analysis of phase transformations during continuous heating: Crystallization of glass-forming liquids
本文推导了连续加热下相变的JMAK速率方程，应用于玻璃形成液体结晶，经Fe80B20实验验证，并改进Kissinger方法以确定非阿伦尼乌斯生长速率，助力玻璃体系设计。
2025-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Network-forming units, energy landscapes and conductivity activation energies in alkali borophosphate glasses: analytical approaches
离子导电玻璃建模的一个主要挑战是了解各种可能的化学成分和特定的结构特性如何影响离子传输量。在这里，我们重新审视和扩展碱金属硼磷酸盐玻璃的理论方法，其中电导率活化能的变化与硼酸盐磷酸盐的混合比有关的离子位点能量景观的修改。景观的变化是由不同的单位形成的玻璃状网络，这导致了移动碱离子的反电荷的空间重新分布。提出了计算网络形成剂单元浓度和活化能随玻璃组成变化的理论方法。几个碱金属硼磷酸盐玻璃的应用程序显示出良好的协议与实验数据。
2021-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Glass-forming ability of Lennard-Jones trimers
本文测定了夹角为70 ° ~ 100 °的等腰Lennard-Jones三聚体体系在常压下的熔融温度。两种晶体结构被认为是：一个扭曲的体心立方结构和扭曲的面心立方结构的优先角分别为77和96度。当角度增加时，液体动力学减慢。83度的三聚体角产生等时线和熔融温度之间的最大距离，表明该值给出了最佳的玻璃形成能力。据证实，更好的玻璃形成者可能会发现在角度大于本研究中考虑的。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theoretical and Experimental Study of Compression Effects on Structural Relaxation of Glass-Forming Liquids
我们发展了玻璃形成液体体弛豫的弹性集体非线性朗之万方程理论来研究压缩条件下的分子流动性。所施加的压力限制了更多的分子运动，因此当增加压力时显著减慢了分子动力学。我们定量地确定了结构弛豫时间的温度和压力依赖性。为了验证我们的模型，三个刚性和非聚合物超分子的介电谱实验进行了在环境和高压。数值计算结果与实验数据定量吻合。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fitting the structural relaxation time of glass-forming liquids: single- or multi-branch approach?
在拟合玻璃形成液体的结构弛豫时间时，通常有两种方法：单公式法（如Vogel-Tammann-Fulcher方程）和多分支法。本文提出了一种双支方法。通过分析现有的单分支和多分支的方法，我试图在这一领域的研究人员的注意力，多分支的方法的可能性。
2010-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Predicting Bulk Metallic Glass Forming Ability with the Thermodynamic Density of Competing Crystalline States
尽管经过二十年的研究，金属玻璃的形成，非常有前途的工业应用系统，仍然是大部分无法解释的。这种知识的缺乏阻碍了对新系统的探索，新系统仍然是通过组合试验和错误来执行的。过去，人们推测结晶过程中的某种“混乱”可能在它们的形成过程中起着关键作用。在这篇文章中，我们提出了一个启发式描述量化这种混乱。它是基于“竞争结晶态的热力学密度”，从高通量从头计算参数化。高度非晶简并但几何形状不同的相的存在阻碍了结晶过程并促进玻璃形成。两个测试床被认为是。一个好的和坏的玻璃形成，CuZr和NiZr，实验特征在于高通量合成。实验结果证实了启发式描述符在预测玻璃形成能力，通过组成空间的能力。我们的分析有望加深对潜在机制的理解，并加速发现新的金属玻璃。
2016-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous diffusion and stretched exponentials in heterogeneous glass-forming liquids: Low-temperature behavior
本文提出了一个非均匀玻璃形成液体模型，并计算了在其中运动的标记分子的低温行为，该模型表现出与波数相关的自中间散射函数在长时间极限下的拉伸指数衰减。在接近玻璃化转变的温度下，非均匀性在程度上比分子间距大得多，散射函数的时间依赖性从具有大波数的指数$b=1/2$的拉伸指数衰减跨越到具有小波数的$b = 1$的正常扩散行为。早期破笼性$β$松弛和晚期$α$松弛之间存在明显的分离。的散射函数的空间表示表现出一个非常宽的指数（非高斯）尾巴足够大的值的分子位移在所有有限的时间。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Viscous flow in glass-forming liquids: The twice-activation analysis and the bond wave model
本文提出用于分析粘度-温度数据的二次活化分析法与键波模型，将玻璃形成液体视为以键波为耗散模式的自组织系统，并通过会聚点坐标与脆性度量的相关性解决了脆性度量差异问题。
2025-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure and glass-forming ability of simulated Ni-Zr alloys
二元Cu-Zr系统是一种具有代表性的块体玻璃形成体，由于具有明显的二十面体局部有序性而显示出高的玻璃形成能力。乍一看，Ni-Zr系统是期望相同行为的最自然的对象，因为镍和铜在周期表中是邻居，并且具有相似的物理化学性质。然而，做嵌入原子模型势描述的$\rm Ni_αZr_{1-α}$合金的分子动力学模拟，我们观察到不同的行为。我们得出结论，Ni-Zr系统具有相同的玻璃形成能力作为添加剂的二元Lennard-Jones混合物没有任何化学相互作用。结构分析表明，Ni-Zr合金中的二十面体有序度远低于Cu-Zr合金。我们认为，由于原子间相互作用的特殊性而导致的二十面体有序性的缺乏是Ni-Zr系统玻璃形成能力相对较差的原因。
2018-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Coupling between structural relaxation and diffusion in glass-forming liquids under pressure variation
本文采用集体非线性朗之万方程（ECNLE）理论和分子动力学（MD）模拟方法研究了玻璃形成液体在不同压力下的结构弛豫和活化扩散。外部压力限制了单个分子在其笼中的局部运动，并引发合作运动的减慢。虽然ECNLE理论和模拟通常预测玻璃化转变温度和动态脆性随压力单调增加，但模拟表明，当压力高于1000 bar时，脆性降低。发现结构弛豫时间与逆扩散常数线性耦合。值得注意的是，这种耦合与压缩无关。理论计算与模拟结果在数量上吻合得很好，也与以前的工作一致。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of Si solute on the glass formation and atomic structure of Pd liquid
采用分子动力学模拟研究了Si溶质对Pd液相玻璃形成和晶化的影响。采用$10^{13}$ K/s冷却速率的淬火工艺制备的纯Pd样品可以处于非晶态，但结构分析表明样品中几乎没有玻璃形成基序。而少量掺硅（Si浓度~ 4%）的样品可以在$10^{12}$ K/s的冷却速率下玻璃化。在玻璃态样品中，Pd中心的Z13、Si中心的Z9-like和Mixed-ICO-Cube团簇是主要的短程有序结构。随着Si掺杂浓度的增加，这些玻璃形成基序趋于聚集并相互连接形成网络结构。计算结果表明，Si在液态Pd中的固溶能显著提高非晶形成能力。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cohesive energies of Fe-based glass-forming alloys
计算了B-Fe-Y-Zr四元系铁基非晶合金的结合能。我们的{ \it ab-initio}计算完全放松原子位置和晶格参数，产生混合在T= 0 K的光谱。我们研究了已知的平衡相和亚稳相，以及从相关合金系统中选择的合理结构。这种方法，通常再现实验确定的相图，同时提供有关亚稳和不稳定结构的能量学的附加信息。特别是，我们可以识别与金属玻璃竞争形成的晶体结构。在某些情况下，我们确定以前未知的结构或观察实验相图中可能的错误。
2004-05-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of the capillary leveling of a glass-forming liquid
激发最近的实验研究探测i）在玻璃的自由表面的移动层的存在下，和ii）聚合物纳米膜的毛细管平整，我们研究了方波图案的演变在一个通用的玻璃形成二元Lennard-Jones混合物在宽的温度范围内，通过分子动力学模拟。模式的振幅被监测，并且提取相关联的衰减率。后者作为温度的函数的演变表现出两个不同的行为之间的交叉，在通常由玻璃化转变温度和模式耦合临界温度界定的温度范围内。薄膜颗粒均方位移的层分辨分析进一步表明，在玻璃化转变温度以下，在表面的扩散比在本体中快得多。的表面颗粒的扩散系数是大于其散装对应的一个因素，达到105在最低温度下研究。这一因素随着加热而降低，与最近的实验研究一致。
2019-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A novel view on classification of glass-forming liquids and empirical viscosity model
在过去的几十年里，玻璃形成液体的理论和实验研究已经揭示了普遍的粘度-温度数据中的粘度。在目前的工作中，我们提出了一个粘度模型的实验粘度数据的缩放描述。该模型的一个特点是只有两个可调参数，且在较宽的温度范围内对实验数据的逼近精度高。标度描述的基础是原始温标。在这个缩放描述中，我们得到了转换后的Angell图，其中出现了分离“脆弱”和“强大”玻璃形成者的区域。建议的缩放程序，使人们有可能重新考虑属于某些液体的类型的“脆弱”的玻璃形成。所得到的结果形成的基础上发展的广义缩放描述的结晶动力学在过冷液体和玻璃。
2021-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamics, kinetics and fragility of bulk metallic glass forming liquids
本文综述了大块金属玻璃形成液体的动力学和热力学脆性。介绍了测定过冷金属液体动力学脆性、弛豫行为和热力学函数的实验方法。现有的数据进行了评估和讨论，使用Vogel-Fulcher-Tammann方程和亚当-吉布斯的框架，以及科恩-特恩布尔自由体积的方法。与纯金属和大多数非玻璃形成合金相比，大块玻璃形成剂是中等强度的液体。通常，脆性参数$D^{*} $随着合金的复杂性而增加，合金族之间存在差异，例如，贵金属基合金比Zr基合金更脆。至少一些块状金属玻璃形成液体，例如Vitreloy 1，经历从高温下的脆性状态到低温下的强状态的转变，表明在Zr基合金中这种行为是常见现象。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization and Local Order in Glass-Forming Binary Mixtures
本地组织的模拟玻璃形成的混合物，由于Kob和安徒生进行了分析。证据是提出了一个结构的过渡，从三角形的协调多面体立方作为较小的物种B的数量分数增加对等摩尔。确定了该变化对偏径向分布函数g-{BB}（r）的影响。的结晶速率的组合物上的依赖关系的确定和相关的观察到的结构变化。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The glass-forming ability of model metal-metalloid alloys
块体金属玻璃（BMG）是一种具有理想机械性能和加工能力的金属玻璃。到目前为止，新的BMG的设计主要采用经验规则和试错实验方法。目前，从头计算方法在寻找大块玻璃形成体的可能原子组合的广阔空间中的实际使用速度非常慢。在这里，我们进行分子动力学模拟的粗晶粒，各向异性的潜力，它模仿原子间的共价键，测量金属-类金属合金的临界冷却速率作为一个函数的原子尺寸比$σ_S/σ_L$和数分数$x_S$的类金属物种。我们表明，在空间中的$σ_S/σ_L$和$x_S$的制度，其中混合良好，最佳的玻璃形成者发生斑片状和LJ颗粒混合物与实验观察到的金属-非金属玻璃形成者相一致。我们简单的计算模型提供了进行组合搜索，以确定新的玻璃形成合金的能力。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic Properties and Glass Forming Ability of the Zr$_{50}$Cu$_{40}$Ag$_{10}$ Metallic Alloy
采用分子动力学模拟方法，在$T=250-2000$ K的温度范围内，在$p = 1.0$杆的外压下，研究了Zr $_{50}$ Cu $_{40}$ Ag $_{10}$合金的体积模量$B$、剪切模量$G$、杨氏模量$E$和泊松比$σ$.它示出的液体玻璃化转变是伴随着剪切模量$G$和杨氏模量$E$（超过$50\%$）的相当大的增加。泊松比的温度依赖性表现出从金属的典型值大约$0.32-0.33$急剧下降到低值（接近于零），这是脆性块状金属玻璃的特征。还观察到液体玻璃化转变附近的纵向和横向声速的非单调温度依赖性。用脆性指数$m$评价了合金的玻璃形成能力。发现Zr $_{50}$ Cu $_{40}$ Ag $_{10}$金属玻璃的该值为$m\approx64$，这与Zr-Cu基金属玻璃的实验数据很好地一致。
2020-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Local connectivity modulates multi-scale relaxation dynamics in a metallic glass-forming system
玻璃形成系统中快振动动力学和慢扩散动力学之间的联系是物理科学中最具挑战性的问题之一。在金属过冷液体模型中，我们发现局域连通性作为原子级结构序参量不仅调节了二十面体配位粒子的短时振动激发，同时也调节了它们的长时弛豫动力学，即从拉伸指数到压缩指数的变化，表明这种粒子的运动从亚扩散到高扩散的动态转变.我们的结果表明，长时动力学具有与短时动力学相关的原子级结构起源，从而暗示了玻璃材料中快振动动力学和慢结构弛豫之间的结构桥梁。
2017-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Stretched and compressed exponentials in the relaxation dynamics of a metallic glass-forming melt
玻璃形成系统的弛豫动力学表现出许多在正常液体中不存在的特征，例如非指数弛豫和弛豫时间的强烈温度依赖性。由于结构无序的存在，将这些动态特性与系统的微观结构联系起来是非常具有挑战性的。在这里，我们使用计算机模拟的金属玻璃形成建立这样的连接。通过探测中间散射函数的温度和波矢依赖性，我们发现玻璃熔体的弛豫动力学与二十面体结构的局部排列直接相关：孤立的二十面体产生流动状拉伸指数弛豫，而二十面体簇导致压缩指数弛豫，这让人想起在固体中发现的。我们的研究结果表明，在金属玻璃形成者这两种类型的弛豫过程可以共存，并引起一个令人惊讶的复杂的动力学，洞察力，将允许得到一个更深入的了解金属玻璃的出色的机械性能。
2018-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Solidification of the Glass-Forming Al86Ni2Co6Gd6 Melt under High Pressure
高压允许合成新的亚稳态化合物，这些化合物在正常条件下保持足够长的时间。到目前为止，人们还没有完全理解压力、玻璃形成能力和液体凝固是如何相互联系的。本文研究了在10 GPa压力下从温度为1800 K的熔体中快速冷却得到的Al_（86）Ni_2Co_6 Gd_6共晶合金的结构。X射线衍射分析和电子显微镜分析表明，样品均匀致密。该结构是精细分散的。在合金中形成了立方（cP 4/2）和四方（tI 26/1）结构的新的稳定晶相。研究表明，在10 GPa压力下获得的样品的平均显微硬度约为1700 MPa，比常压下的原始样品提高了近2倍。为了理解结果，我们使用从头算分子动力学，并研究了熔体如何随压力变化。结果表明，在1800 K的温度下，高压增加了熔体中二十面体团簇的浓度，使得在10 GPa下，二十面体内部的原子形成渗滤团簇，而在大气压下，它们没有。因此，熔体的玻璃形成能力在高压下增加，强烈影响固化过程。
2022-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nucleation instability in super-cooled Cu-Zr-Al glass-forming liquids
在过冷液体和玻璃的计算机模拟中，很少有代表某些类型的真实玻璃形成系统的通用模型起着特殊的作用。最近，它被证明是最广泛使用的模型玻璃形成- Kob-Andersen二元Lennard-Jones混合物-结晶在相当长的分子动力学模拟，而且，它实际上是一个非常差的玻璃形成在大系统尺寸。因此，我们对模型玻璃形成剂的结晶稳定性的理解远未完成，这是因为迄今为止考虑的系统尺寸相对较小且时间尺度较短。在这里，我们解决这个问题的两个嵌入的原子模型在过去几年中广泛使用的数值研究的Cu-Zr-（Al）块体金属玻璃。我们认为${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$和${\rm Cu_{46}Zr_{46}Al_{8}}$合金具有高玻璃形成能力。探索他们的结构演变在连续冷却和等温退火，我们观察到，这两个系统成核在足够长的模拟，虽然${\rm Cu_{46}Zr_{46}Al_{8}}$表现出更高的临界成核时间的数量级。此外，对于大系统尺寸（$N > 20,000$），${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$实际上对结晶不稳定。这两个系统结晶与四面体紧密堆积的不同类型的Laves相的形成。我们发现，这两个系统在液体和玻璃态的结构包含相当数量的多面体簇。我们认为，模拟${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$合金的形核不稳定性是由于它的组成是非常接近的C15 Laves相结构的…
2018-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
