Temperature rise in shear bands in a simulated metallic glass
与金属玻璃剪切带有关的温升（$ΔT$）对金属玻璃的性能有重要影响。然而，由于剪切带的时间和空间局部化，$ΔT$的实验测量是困难的，因此，我们对$ΔT$的机制的理解是有限的。在这里，基于分子动力学模拟，我们观察到一个光谱的$ΔT$，这取决于样品的尺寸和应变速率，在剪切带的CuZr金属玻璃在拉伸。更重要的是，我们发现，剪切带的最大滑动速度与相应的$ΔT$线性相关，范围从$\sim$ 25 K到附近的熔点的样品研究。考虑到热扩散，我们预计$ΔT$将低于25 K的低端滑动速度。在高温下，剪切带分叉和/或倍增可作为负反馈机制发生，其防止温度上升到远高于熔点。
2019-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Local stress analysis in Cu$_{50\%}$Zr$_{50\%}$ metallic glass under shear strain by means of first principle modeling
金属玻璃在应力作用下发生弹性变形。然而，金属玻璃弹性性质的原子水平起源仍然不清楚。在本文中使用{ \em ab initio}分子动力学模拟的Cu $_{50}$ Zr $_{50}$金属玻璃在剪切应变下，我们表明，非均匀应力松弛的结果增加的电荷转移从Zr到Cu原子，增强软化的剪切模量。讨论了非仿射形变引起的组分短程有序和原子位置的变化。结果表明，Zr子系统表现出刚性的行为，而从它们的初始位置的Cu原子的位移，诱导的应变，提供应力下降和软化。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Linking Thermal History to Shear Band Interaction and Macroscopic Ductility in Metallic Glasses
Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）；Institute of Advanced Magnetic Materials, College of Materials & Environmental Engineering, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学材料与环境工程学院先进磁性材料研究所）；State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室）；School of Engineering Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学工程科学学院）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
研究通过分子动力学模拟揭示金属玻璃中剪切带相互作用与热历史的关系，发现缓慢淬火样品促进剪切带的偏转和合并，从而提升延展性。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Formation and dilatation of shear bands in a Cu-Zr metallic glass: A free volume perspective
采用分子动力学模拟研究了Cu $_{50}$ Zr $_{50}$金属玻璃的拉伸变形行为与淬火速率的关系。发现原子尺度剪切与原子自由体积无关，屈服强度与密度（或平均自由体积）之间的宏观相关性是一种巧合，即具有大自由体积的样品也具有低密度的抗剪切局部五重对称性。在相对慢淬（$\leq 10^{10}$ K/s）的样品中，剪切带的膨胀率约为0.5%，这与最近的实验结果相吻合。相比之下，虽然更活跃的局部剪切发生在快速淬火的样品，剪切带没有观察到。这是因为应变能在宏观弹性阶段分散到局部原子剪切中，因此不足以激活剪切带，导致均匀变形和明显的塑性。
2019-01-16 cond-mat.mtrl-sci
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
Quantitative measurement of density in a shear band of metallic glass monitored along its propagation direction
电子散射的定量密度测量表明，变形的Al_{88} Y_{7} Fe_{5}金属玻璃中的剪切带表现出交替的高密度区和低密度区，相对于未变形的基质，范围为-9%至+6%。剪切带从主传播方向的小偏差与密度从高于矩阵到低于矩阵的开关相一致，反之亦然，表明在传播过程中发生更快和更慢的运动（粘滑）。纳米束衍射分析提供了明确的证据，密度的变化伴随着结构的变化，表明剪切改变紧密结合的短程或中程原子团簇的包装。这与颗粒介质变形后形成的颗粒剪切带中的堆积行为有着惊人的相似之处。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Crystalline Nanoprecipitates on Shear-Band Propagation in Cu-Zr Based Metallic Glasses
结合高分辨率TEM成像和分子动力学计算机模拟研究了Cu-Zr基金属玻璃中剪切带与纳米沉淀物的相互作用。我们的研究结果揭示了不同的相互作用机制：剪切带可以溶解沉淀物，可以包裹在结晶障碍物周围，或者可以根据沉淀物的大小和密度被阻挡。如果结晶相具有低屈服强度，我们还观察到通过沉淀物的滑移转移。基于计算结果和实验结果，提出了一个定性的机制图，分类的各种过程作为位错成核的临界应力，沉淀物的大小和距离的函数。
2016-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Shear-band cavitation determines the shape of the stress-strain curve of metallic glasses
众所周知，金属玻璃具有非常坚固的屈服强度，其威布尔模量与结晶工程合金一样高。然而，它们的屈服后行为变化很大，在流动应力水平和应变在失败的大分散。使用X射线断层扫描，我们首次揭示了如何应变相关的剪切带腔的内部演变的基础上，这种不可预测的后屈服响应。我们演示了如何宏观应变软化符合内部剪切带空化的第一次检测。在塑性流动过程中的空腔生长被发现遵循幂律，这产生了分形维数和粗糙度指数与断裂后获得的自相似表面性质非常一致。这些研究结果表明，内部微裂纹如何共存的剪切带塑性沿塑性部分的应力-应变曲线，合理化的金属玻璃看到的塑性流动行为的大的可变性。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Extended elastic model for flow in metallic glasses
我们报告说，剪切模量和体积模量，不仅剪切模量，都是关键参数参与均匀和非均匀流动的金属玻璃。不同玻璃的流动活化能（ΔF）与平均摩尔体积Vm成比例，定义为流动活化能量密度ρ_E =ΔF/Vm，可表示为：D=（10 G +K）/11。扩展的弹性模型对理解金属玻璃的玻璃化转变和变形具有启发意义。
2010-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Nanosized Monoatomic Palladium Metallic Glass
物理玻璃化的单元素金属玻璃需要快速冷却，这对于大多数最紧密堆积的金属来说仍然是无法实现的。在这里，我们报告了一种简单的合成策略，用于使用低于1000 K/s的冷却速率从钯-硅液滴产生纯度为99.35 +/- 0.23 at%的单原子钯金属玻璃纳米颗粒。原位环境透射电子显微镜直接检测硅的浸出。进一步的吸氢实验表明，这种钯金属玻璃的吸氢膨胀很小，在氢气分离方面具有很大的应用潜力。我们的研究结果提供了深入了解形成的单原子金属玻璃在纳米尺度。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Local Structural Signatures of Shear Bands in Metallic Glasses via Electron Nanodiffraction
Monash University（莫纳什大学）；CSIRO（联邦科学与工业研究组织）；Deakin University（迪肯大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；University of Milan（米兰大学）
通过电子纳米衍射和低温离子抛光，直接探测金属玻璃剪切带塑性区的纳米级结构，发现应变局部化区域具有高密度的低中心对称性和高剪切/正应变原子构型，揭示了塑性变形源于协同的纳米级结构转变。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Hand in Hand Evolution of b-relaxation and Boson Peak in Metallic Glasses
玻色子峰和β弛豫是玻璃的两种固有的和明显不同的动力学模式，它们的结构起源是长期存在的问题。通过对不同类型元素微合金化的模型金属玻璃的原子堆积进行调节，发现低温玻色子热容峰与高温β弛豫同时演化。揭示了玻色子峰值温度与β-弛豫激活能之间的线性相关性。玻色子峰和β弛豫的耦合表明它们共同的结构起源于金属玻璃中的松散堆积区。
2015-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Transformation-mediated Plasticity in CuZr based Metallic Glass Composites: A Quantitative Mechanistic Understanding
在本文中，我们提出了一个彻底的应力分析的Cu-Zr金属玻璃复合材料与嵌入B2颗粒进行马氏体相变。在Eshelby理论的框架内，我们能够以定量的方式解释，（1）在Cu-Zr金属-玻璃复合材料中观察到的三种不同形态的剪切带的形成;（2）Cu-Zr金属-玻璃复合材料的加工硬化能力。玻璃复合材料与弹性背应力和马氏体相变引起的弹性失配的耦合效应有关。此外，我们还讨论了单个B2相的应力影响区和晶-非晶界面的稳定性问题。由于理论和实验结果之间的一般协议，我们相信，我们目前的工作成果可以导致更深入的理解在Cu-Zr基金属玻璃复合材料的相变诱导塑性，这应该是非常有用的金属玻璃复合材料的设计与改善的延性。
2016-03-11 cond-mat.mtrl-sci
On the study of local stress rearrangements during quasistatic plastic shear of a model glass: do local stress components contain enough information?
本文对二维Lennard-Jones非晶态固体在稳态准静态和无热剪切下的力学响应进行了数值研究。在这里，我们专注于局部应力分量的演变。虽然局部应力通常被视为一个序参量在描述复杂流体的流变行为，并在玻璃的塑性，我们在这里表明，局部应力的知识是不够的一个完整的描述我们的系统的塑性行为。局部应力的分布可以近似地描述为具有指数振幅分布的局部四极事件的总和。然而，我们表明，四极子的中心的位置是不相关的任何特殊的局部应力的演变，但必须由另一个变量来描述。
2007-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of oscillatory shear on nucleation in metallic glasses: a molecular dynamics study
超声振动可以加速或延缓晶体的形核过程，对金属玻璃的增材制造和热塑性成形特别有吸引力，但超声振动对形核过程的影响和机理尚不清楚。采用分子动力学模拟，系统研究了两种典型二元合金在振荡外载荷作用下的时间-温度-相变（TTT）曲线的变化。玻璃形成能力依赖于外部负载的响应被发现，和最短的孕育时间是不敏感的外部负载，而相应的温度可以显着移动。在经典形核理论的框架内，提出了定量描述模拟数据的拟合公式。与稳态剪切相比，弹性应力而不是应变率是控制振荡载荷下TTT曲线演变的关键参数。此外，该模型还表明，振荡加载可以使过冷液体中的迁移率与形核过程解耦，从而在抑制形核的同时提高形成能力，这对金属玻璃的形成和制备具有重要意义。
2022-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Bulk metallic glass-like structure of small icosahedral metallic nanoparticles
我们证明了非常小的金属纳米颗粒和大块金属玻璃（BMG）之间的总X射线散射方法测量的结构显着的等效性，从而连接两个不同的领域，两者都有新的光。我们的研究结果表明，对于纳米颗粒直径<5 nm的Ni纳米颗粒的结构从fcc的特征BMG样结构的变化，尽管它们是由一个单一的元素，我们称之为纳米金属玻璃（NMG）形成的效果。然而，高分辨率的TEM图像的NMG集群表现出晶格条纹表示局部有序，而不是玻璃状，结构。这些看似矛盾的结果可能会被调和，找到一个局部有序的结构，是高度各向同性的，我们表明，当地的二十面体包装内5原子壳解释了这一点。由于这种结构仅在表面附近稳定，这突出了BMG中自由体积的存在对于稳定类似的局部簇的重要性。
2013-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Structural relaxation affecting shear transformation avalanches in metallic glasses
雪崩行为，其特征在于幂律统计和结构弛豫，其导致非晶塑性中的剪切局部化，在决定非晶金属固体的机械性能（即，金属玻璃）。然而，它们之间的相互依存关系仍未得到充分理解。为了研究结构弛豫对基元雪崩行为的影响，我们采用分子动力学模拟方法，对金属玻璃的剪切变形进行了模拟，模拟中采用了两种典型的金属玻璃模型，分别是弛豫程度较低（淬火态）的玻璃和弛豫程度较好（时效态）的玻璃，这两种模型分别表现出相对均匀的变形和剪切带状的非均匀变形.从这两个玻璃模型获得的基本雪崩的数据遵循相同的幂律统计与不同的最大事件大小，以及放松玻璃显示剪切本地化。评估的空间关联函数的非仿射平方位移的原子在每个基本雪崩事件，我们观察到的形状的基本雪崩区域中的放松玻璃往往是各向异性的，而那些在较不放松的玻璃是相对各向同性的。此外，我们表明，在雪崩传播的方向出现的时间聚类，以及放松玻璃模型中存在的各向异性和雪崩大小之间的相当大的相关性。
2020-02-14 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
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
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
Probing the degree of heterogeneity within a shear band of a model glass
最近的实验提供了证据，沿剪切带（SB）在金属玻璃的长度尺度为几百纳米的密度变化。通过分子动力学模拟的一个通用的二元玻璃模型，在这里，我们表明，这是强烈相关的组合物，配位数，粘度和发热的变化。沿着SB-路径的单个剪切事件显示出几纳米的平均距离，与最近的实验结果中等范围的顺序。上述变化是由这些局部扰动引起的，由弹性介导。
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formation and growth of shear bands in glasses: existence of an underlying directed percolation transition
玻璃对机械载荷的响应通常导致形成强烈影响材料性质的不均匀流动图案。其中，剪切带普遍存在于各种材料中，从软物质系统到金属合金。剪切带与应变局部化有关，即剪切后的玻璃态固体的变形以带状结构的形式在空间上局部化。这些结构通常是灾难性故障的前兆，这意味着对潜在机制的正确理解可能会导致更智能材料的设计。然而，尽管它在材料科学中的重要性，剪切带在玻璃材料中的微观起源只是知之甚少。在这里，剪切带的形成在玻璃体系中揭示了非平衡分子动力学模拟（NEMD）的二元Lennard-Jones混合物，受到恒定的应变速率。在其玻璃状态下，该系统表现出所有考虑的应变率的移动区域在一个临界应变的形成的一个集群。我们表明，这种渗流过渡属于普适类定向渗流。只有在低剪切速率，其中的稳态应力接近屈服阈值，膨胀集群演变成一个短暂的（但寿命长）的剪切带，其宽度的扩散增长。
2015-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear banding and flow-concentration coupling in colloidal glasses
我们报告的硬球胶体玻璃，揭示了一种剪切带迄今未观察到的软玻璃的实验。我们提出了一个方案，涉及到剪切浓度耦合，以前认为在这类材料中不重要的机制所产生的不稳定性。低于特征剪切速率$\dotγ_c$，我们观察到越来越多的非线性速度分布和强烈的局部流动。我们将这种趋势归因于不稳定流态中产生的非常轻微的浓度梯度（可能逃避直接检测）。一个简单的模型解释了观察到的$\dotγ_c$随浓度的增加以及在流动中观察到的波动。
2010-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
"Butterfly Effect" in Shear-Banding Mediated Plasticity of Metallic Glasses
金属玻璃对机械应力的响应是复杂而不均匀的，塑性应变高度集中在纳米级剪切带中。与结晶固体中定义明确的变形机制相反，理解金属玻璃中的机械响应机制及其与宏观塑性的内在相关性仍然是长期存在的问题。通过实验和理论分析相结合的方法，我们发现金属玻璃中的剪切带过程呈现出复杂的混沌动力学，表现为存在环面破坏相图、正的李雅普诺夫指数和分数李雅普诺夫维数。我们还表明，实验观察到的大塑性波动的金属玻璃测试在相同的条件下，可以解释从混沌剪切带动力学，这可能会导致失控剪切带的临界条件的外观上的不确定性。从物理上讲，剪切带的混沌动力学是由剪切带内结构无序和温度升高之间的相互作用引起的。通过调节变形参数，可以将混沌动力学转化为对应于较小塑性波动的周期轨道状态。我们的研究结果表明，金属玻璃的塑性流动是一个复杂的动力学过程，这是高度敏感的初始条件，并让人联想到“蝴蝶效应”，在许多复杂的动力学系统中观察到的。
2020-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Evolution of the pore size distribution in sheared binary glasses
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在稳态剪切作用下的力学性能和多孔结构。通过在恒定体积下热淬火至远低于玻璃化转变的温度来制备模型玻璃体系统。静态样品的特征在于相对窄的孔径分布，其平均尺寸在较低的玻璃密度下较大。我们发现，在线性制度的变形，剪切模量是一个很强的功能的孔隙度，和个别孔成为轻微拉伸，而它们的结构拓扑结构保持不受影响。相比之下，随着应变的进一步增加，剪切应力饱和到密度依赖性平台值，这伴随着孔聚结和逐渐发展的更宽的孔径分布，在大的长度尺度上具有离散的一组峰。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The influence of periodic shear on structural relaxation and pore redistribution in binary glasses
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在振荡剪切变形下的孔结构、势能和局域密度的演化。多孔玻璃最初通过从液态跨越玻璃化转变的快速热淬火来制备，并允许相分离和在恒定体积下固化，从而在非晶态固体中产生扩展的多孔网络。我们发现，在周期性剪切下，由于玻璃质材料的逐渐重排，势能在连续的循环中降低，并且在较大的应变振幅下，数千次剪切循环后的势能的最小值较低。此外，随着循环次数的增加，孔径分布变得更加偏向于更大的长度尺度，在更大的应变幅下，开发出明显的峰，并且峰强度增强。局部密度分布函数的数值分析表明，循环加载导致形成更高密度的固体域和玻璃相的均匀化与降低密度。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Is the Structural Relaxation of Glasses Controlled by Equilibrium Shear Viscosity?
弛豫过程的知识是玻璃科学和技术的基础，因为弛豫本质上与玻璃的玻璃化、回火以及退火和一些应用有关。然而，有相互矛盾的报告-这里总结了不同的玻璃-玻璃的结构弛豫时间是否可以使用麦克斯韦方程计算，其中涉及弛豫时间与剪切粘度和剪切模量。因此，本研究旨在验证这两个弛豫时间是否具有可比性。通过在低于假想温度5 ~ 25 K的温度下测量折射率随时间的变化，研究了偏硅酸铅玻璃的结构弛豫动力学。假想温度最初设定为低于玻璃化转变温度5 K。在玻璃化转变范围以上和以下测量平衡剪切粘度，将当前的知识扩展一个数量级。Kohlrausch方程很好地描述了整个研究温度范围内的实验结构弛豫动力学和Kohlrausch指数随温度的增加，与其他玻璃的研究。实验的平均结构弛豫时间比从同构粘度计算的值长得多，正如预期的那样。尽管如此，它们比通过麦克斯韦方程计算的平均弛豫时间高出不到一个数量级，麦克斯韦方程依赖于平衡剪切粘度。这些结果表明，结构弛豫过程不受等结构粘度的控制，平衡剪切粘度仅为结构弛豫动力学提供了一个下限。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Computational Study of Density Fluctuation-Induced Shear Bands Formation in Bulk Metallic Glasses
本研究通过计算模拟探究大块金属玻璃中密度涨落对剪切带形成的影响，发现临界剪切应力高度依赖涨落幅度与尺寸，揭示了模拟与实验结果差异的几何均匀性原因。
2025-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dilatancy of Shear Transformations in a Colloidal Glass
剪切相变是非晶态固体塑性流动的关键，它是发生在局部区域的基本重排事件。尽管它们的重要性，剪切变换的动态特征还远不清楚。在这里，我们使用剪切下的胶体玻璃作为原型，直接观察真实空间中的剪切变换事件。通过跟踪胶体粒子的重排，我们定量地确定了剪切变换的两个基本性质：局部剪切应变和膨胀（或自由体积）。结果表明，局部自由体积经历了一个显着的临时增加之前的剪切转换，最终导致局部剪切应变的跳跃。我们清楚地表明，剪切变换没有记忆的初始自由体积的局部区域。相反，它们的出现强烈依赖于这些区域的免疫能力，即，自由体积的动态创建。更具体地，处理高剪切能力的颗粒直接参与随后的剪切转变。这些实验结果支持了Argon关于剪切转变的非线性性质的陈述，也揭示了非晶塑性的结构起源。
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disorder-induced stress-flow misalignment in soft glassy materials revealed using multi-directional shear
本研究通过多轴剪切实验和弹塑性模型，揭示软玻璃材料中剪切历史导致应力-流动错位及各向异性屈服面，源于局部力学无序，为探测局部屈服应力提供新方法。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Yielding of a Model Glassformer: an Interpretation with an Effective System of Icosahedra
我们考虑了二元Lennard-Jones玻璃形成剂在简单剪切下的屈服，其超Arbellius动力学与二十面体结构的形成相关。我们将该玻璃形成体重塑为有效的二十面体系统[Pinney等人，J.Chem.Phys.143 244507（2015）]。在剪切模拟的小应变区域，我们观察到剪切速率影响剪切局部化行为，特别是在低于玻璃化转变的温度下，如Vogel-Fulcher-Tamman方程所定义的。在较高温度下，剪切定位在所有剪切速率下剪切后立即开始。在较低的温度下，更快的剪切速率可能导致剪切局部化的延迟开始;其开始接近屈服应力。基于之前考虑稳态剪切的工作[Pinney et al. J. Chem. Phys. 143 244507（2016）]，我们用我们的二十面体系统根据\emph{local}有效温度解释了对剪切的响应和剪切局部化。我们发现，进行剪切局部化的区域的有效温度随应变的增加而显着增加（在达到稳态平台之前）。
2018-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced anisotropic decay of correlations in hard-sphere colloidal glasses
通过对胶体玻璃在稳态剪切作用下微观涨落的实空间实验和计算机模拟，研究了微观涨落的空间相关性。它示出，而一个粒子的波动的分布总是各向同性的，无论剪切的相对重要性相比，热波动，它们的空间相关性表现出显着的敏感性剪切诱导和热激活松弛之间的竞争。相关性是各向同性的热为主的制度，但发展强烈的各向异性剪切占主导地位的微观波动的动力学。我们讨论的相关性，这一观察，以更好地了解剪切非晶态固体的流动不均匀性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-induced overaging in a polymer glass
最近被称为"过度老化“的现象意味着当施加瞬时剪切应变时，玻璃的集体（缓慢）松弛模式减慢。我们能够重现这种行为的过冷聚合物熔体的模拟施加瞬时剪切变形。松弛时间$Δτ_{1/2}$的增加随着变形而迅速上升，在塑性状态下变成指数。这种“过度老化”不同于标准老化。我们发现增加的压力，键取向顺序和系统的固有结构（$<e_{IS}>$）的平均能量，所有依赖于变形的大小。观察到的从弹性变形到塑性形变的行为变化表明与“卡住状态”的物理学有关。
2005-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the shear-affected zone of shear bands in bulk metallic glasses
块状金属玻璃Pd $_{40}$ Ni $_{40}$ P $_{20}$和Zr $_{52.5}$ Cu $_{17.9}$ Ni $_{14.6}$ Al $_{10}$ Ti $_{5}$的缺口棒在三点弯曲条件下变形，导致在失效之前形成剪切带。剪切带的直接环境进行了详细的研究，使用波动电子显微镜提取的信息应变引起的修改的中程命令（MRO）和它的横向扩展。观察到的拉伸和压缩侧的样品，表明局部应力状态的MRO的影响的特征材料无关的梯度。我们的研究结果揭示了几微米的剪切带的剪切影响的环境的横向延伸的上限。
2020-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman measurement of irreversible shear in SiO$_2$ glass
拉曼光谱是研究SiO $_2$基玻璃中局部形变和结构变化的有用实验工具。在本文中，我们表明，剪切塑性流动影响的拉曼光谱的上半部分的拉曼光谱的大样本中使用的半经典建模。我们将这些变化的结构修改，以及在相同的频率范围内计算的振动模式的详细分析。这些结果打开了大门，在硅基结构的塑性损伤的原位监测。
2015-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A connection between the structural alpha-relaxation and the beta-relaxation found in bulk metallic glass-formers
已经引入了含有La或Ce的新的金属玻璃，其具有接近常规金属玻璃的极限的动态特性。这提供了机会来测试之前在分子和聚合物玻璃形成剂中建立的趋势或相关性，如果存在的话，同样存在于更广泛的金属玻璃家族中。由于金属玻璃形成体的化学和物理结构与软物质截然不同，不能保证在后者中发现的任何相关性在前者中也成立。如果发现，结果使金属玻璃更接近更广泛的玻璃形成者的性质相似，并可能有相同的解释。在非金属玻璃形成体中，已经在结构α-弛豫的非指数性参数与其弛豫时间和β-弛豫时间之间的分离之间建立了一般和基本的联系。在本文中，我们探讨了金属玻璃形成者的实验数据，并显示相关适用。这种相关性的解释。该关联式的建立有助于理解β弛豫在金属玻璃宏观性质中所起的作用，包括与剪切转变区、变形中的韧脆转变、结晶和扩散的关系。
2013-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Origin of Ultrafast Ag Radiotracer Diffusion in Shear Bands of Deformed Bulk Metallic Glass Pd40Ni40P20
变形块状金属玻璃Pd40Ni40P20的剪切带中Ag放射性示踪剂扩散的测量[Joachim Bokeloh，Sergiy V.Divinski，Gerrit Reglitz和Gerhard Wilde，Phys.Rev.Lett. 107，235503（2011）.]已经发现扩散系数比未变形的Pd40Ni40P20中的扩散系数大幅度提高了八个数量级以上。Bokeloh等人提出，由于剪切带内部的自由体积分布过多，高迁移率路径中会发生扩散增强。虽然似乎合理，但这种定性的建议不允许定量计算的增强。利用耦合模型计算了剪切带高迁移率通道中扩散率可能增强的最大值，避免了这种僵局。在八到十个数量级的范围内，计算的最大增强能够解释实验观察。
2013-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear banding instability in \remove{high entropy} multi-component metallic glasses: Interplay of composition and short-range order}
准静态驱动的块状金属玻璃中的剪切带不稳定性来自集体动力学，由剪切转变区和相关的非局部弹性相互作用介导。从现象学上也知道，剪切带的尖锐结构特征通常与塑性屈服转变的尖锐度相关，在通常研究的由多种不同元素组成的合金中占主导地位，这些元素具有非常不同的原子半径。然而，在相反的极限\remove{of high-entropy multicomponent alloys,}中，其中元素的半径相对相似，块体金属玻璃的塑性屈服高度依赖于组成和有序特征。特别是，一个已知的机制在发挥作用，涉及到形成的短程秩序为主的二十面体为基础的集群。在这里，我们报告的原子模拟的多组分金属玻璃具有不同的化学成分，应变局部化的程度在很大程度上是由成分驱动的二十面体有序和集体驱动的剪切转变区之间的相互作用控制。通过改变成分，应变局部化的范围从扩散均匀化的模式，以奇异的裂纹状的功能。我们通过测量与局部原子结构密切相关的原子对塑性重排的敏感性来量化动态屈服跃迁。我们发现，丰富的短程有序的二十面体内重排区增加玻璃材料的离域应变的能力。塑性屈服的类型通常可以通过表征元素关联的常用成分描述符（错配参数$δ_a$）以及不常见的成分描述符（如剪切带宽度和剪切带动力学相关参数）来定性推断。
2021-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Bridging necking and shear-banding mediated tensile failure in glasses
本文结合实验与原子尺度模拟，研究了玻璃拉伸失效在颈缩与剪切带介导模式间的转变，揭示了剪切与膨胀驱动塑性的相互作用机制，强调了开发结合两者的弹塑性本构模型的必要性。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transient start-up dynamics and shear banding in aging soft glassy materials: Rate-controlled flow field
我们研究了瞬态启动动力学的流动性模型，该模型捕捉了老化的软玻璃质材料的流变行为，在一个直线剪切流时，应用阶跃剪切速率。我们观察到，当稳态流动曲线是非单调的系统显示瞬态和/或明显的稳态剪切带与实验观察密切定性协议。由于老化和复兴之间的竞争，在启动过程中，我们表明，有一个明显的稳态带在很大的时间，甚至剪切速率，使稳态流动曲线允许一个均匀的流动。因此，对于老化的软玻璃质材料，实现均匀流动的剪切速率不一定由稳态流动曲线给出。我们还观察到，瞬态和表观稳态剪切带的行为是不相关的负斜率的应力-应变依赖在瞬态。这项工作还强调，为了有一个现实的描述剪切带的行为在老化（时间依赖性）软玻璃材料，考虑惯性在启动动力学是至关重要的。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evolution of Magnetic Glass on Partial Crystallization of a Bulk Metallic Glass: Tb36Sm20Al24Co20
对成分为Tb 36Sm 20 Al 24 Co 20的稀土块体非晶合金（BMG）进行了铸态和退火态的磁化强度对比研究。铸态非晶样品显示非遍历磁化，但没有显示预期的磁性玻璃的行为。退火后，部分结晶的BMG显示出这种磁性玻璃行为。这一点得到了已建立的不等场冷却和加热测量协议（CHUF）的证实。
2012-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heterogeneous shear in hard sphere glasses
越来越多的证据表明，即使宏观应力在整个系统中是恒定的，被驱动的非晶态固体的流动也是不均匀的。通过事件驱动的分子动力学模拟的硬球玻璃，我们提供了第一个直接的证据之间的相关性的波动的局部体积分数和波动的局部剪切速率。较高的剪切速率确实优先发生在较低密度的区域，反之亦然。波动的时间行为是由一个特征的时间尺度，当测量单位的应变，是独立的剪切速率在调查范围内。有趣的是，对于相同的剪切速率范围，相关体积也大致恒定。这两个观察之间的可能联系进行了讨论。
2012-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Glassy nature of Ce65Al25Co10 alloy: A metallic glass
本文研究了Ce65Al25Co10金属玻璃的玻璃形成能力。采用熔融纺丝技术成功地合成了它。通过X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）分析，证实了Ce65Al25Co10合金中存在非晶相。使用差示扫描量热法（DSC）的合成样品的热分析显示约371 K的玻璃化转变，从而证实在室温下存在玻璃相。测试了合成样品在不同载荷下的硬度。此外，还利用硬度数据和Meyer指数计算了合成样品的屈服强度。
2021-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Accessing a broader range of energy states in metallic glasses by variable-amplitude oscillatory shear
采用分子动力学模拟研究了变幅加载对非晶材料势能和力学性能的影响。我们研究了一个二元混合物，是快速或缓慢冷却的玻璃化转变温度，然后进行一系列的剪切周期与应变振幅以上和以下的屈服应变。有人发现，退火好的玻璃可以通过小幅度加载恢复活力，如果应变振幅偶尔增加到临界值以上。相比之下，退火不良的玻璃被重新定位到逐步降低的能量状态时，亚屈服周期交替与大振幅周期，促进探索的潜在能量景观。非仿射位移的分析表明，在这两种情况下，塑性重排的典型尺寸取决于应变振幅和循环次数，但仍然小于系统尺寸，从而保持非晶样品的结构完整性。
2021-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear deformation in CuZr metallic glass: A statistical and complex network analysis
该研究通过分子动力学模拟CuZr金属玻璃的剪切变形，将原子构型映射为复杂网络，利用网络拓扑度量与物理描述符的相关性，实现了对弹塑性区域、剪切带位置及剪切转变区的预测，为金属玻璃力学性质描述提供了新方法。
2024-01-08 cond-mat.mtrl-sci 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
Shear-transformation-zone theory of plastic deformation near the glass transition
根据对非平衡状态下有效无序温度和熵流作用的最新认识，对玻璃形成材料塑性形变的剪切转变区（STZ）理论进行了重新表述。快速和慢速内部状态变量之间的区别将理论简化为两个耦合的运动方程，一个描述对施加应力的塑性响应，另一个描述有效温度的动力学。导致这些方程的分析包含，作为副产品，在非晶材料的动态屈服应力的基本重新解释。为了把所有这些概念放在一起，在现实的背景下，本文的结论与实验观察到的大块金属玻璃的流变行为的重新检查。重新检查作为测试的STZ动力学，确认从稳态特性，如粘度获得的系统参数可以用来预测瞬态行为。
2007-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Crystallization of metallic glass as a grain-boundary nucleated process: experimental and theoretical evidence for the grain structure of metallic glasses
本文通过DSC和Avrami曲线实验证明金属玻璃在晶界形核并具有晶粒结构，反驳了其均匀冻结液体的传统观点，并通过解析模型阐明了双峰和三步特征的成因。
2025-06-26 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
Characterization of nanoscale mechanical heterogeneity in a metallic glass by dynamic force microscopy
我们报道了用动态原子力显微镜表征的金属玻璃的纳米尺度力学不均匀性。表观能量耗散的变化约为12%，源于局部粘弹性的非均匀分布，其特征在于。非均质粘弹性的相关长度被测得为~2.5{ \pm }0.3 nm，这与塑性流动的剪切转变区的尺寸是一致的。该研究首次对金属玻璃中纳米尺度的力学不均匀性进行了实验观察，并可能填补原子模型与金属玻璃宏观性质之间的空白。
2011-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Modelling of Thermal-Cycling Rejuvenation in Metallic Glasses
金属玻璃在环境温度和低温温度之间的循环可以在更快冷却时诱导玻璃形成的高能态特征。这种再生是出乎意料的，因为它发生在小的宏观应变和远低于热致结构变化的温度，是重要的，例如，在改善塑性。分子动力学模拟阐明了热循环可以诱导弛豫（达到较低的能量）以及再生的机制。经过数十个循环的热循环驱动局部原子重排，逐渐擦除初始玻璃结构。这主要来自于每个热循环中的加热阶段，与金属玻璃中固有的结构异质性有关。虽然，特别是，在MD模拟的时间尺度比在物理实验中短，本模拟再现许多物理观察到的效果，这表明它们可能是有用的，在优化热循环调整金属玻璃和玻璃的性能一般。
2020-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Plastic deformation of a model glass induced by a local shear transformation
利用分子动力学模拟研究了局部剪切相变对三维非晶态固体塑性形变的影响。我们考虑一个球形夹杂物，它逐渐转化为一个相同体积的椭球体，然后再转化回球体。结果表明，在足够大的应变振幅，材料的变形涉及局部的塑性事件，确定的基础上的相对位移的原子之前和之后的剪切变形。我们发现，笼跳跃的密度分布衰减远离夹杂物，这与材料的局部变形的径向依赖性。在相同的应变幅下，在弱阻尼动力学或剪切转变的大时间尺度下，塑性形变变得更加明显。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
