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
Long-range strain correlations in sheared colloidal glasses
玻璃在实验时间尺度上表现得像固体，因为它们的弛豫很慢。增长的动态长度尺度，由于合作运动的粒子被认为是核心，这种缓慢的反应。然而，对于静止的玻璃，合作重排区域的大小从未被观察到超过几个颗粒直径，并且作为弹性固体的签名的长程相关性的观察仍然是难以捉摸的。在这里，我们提供了直接的实验证据的长程相关性在一个致密的胶体玻璃的变形。通过施加外部应力，我们迫使结构重排，使玻璃流动，我们确定长程相关的微观应变的波动，并阐明其缩放和空间对称性。所施加的剪切诱导的过渡从均匀到非均匀流在临界剪切速率，我们调查的应变相关性在这个过渡中的作用。
2011-10-13 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
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
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-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
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
Correlations of non-affine displacements in metallic glasses through the yield transition
利用分子动力学计算研究了Cu-Zr大块非晶合金简单剪切变形过程中非仿射位移的关联。在弹性制度，我们的计算显示指数相关的衰减长度，我们解释为剪切变形区的大小在弹性制度。当我们的计算产生了一个剪切带，表明了一个发散的长度尺度时，这种相关长度在屈服过渡之外变得依赖于系统尺寸。我们解释这些意见的背景下，最近的一个命题的产量作为一阶相变。
2019-03-08 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
Shear banding in metallic glasses described by alignments of Eshelby quadrupoles
金属玻璃在低于玻璃化转变温度时发生的塑性形变导致剪切局部化形成剪切带。据信，剪切带起源于具有四极对称性的单个应力集中区。为了阐明剪切带形成的基本机制，使用透射电子显微镜对剪切带进行了微观结构研究。在这里，我们展示了一个特征签名存在于剪切带中的正弦密度变化的形式表现的证据。我们提出了一个解析解观察到的变形后的状态来自连续介质力学使用的四极应力场扰动的塑性事件对齐。由于我们观察到的三种不同类型的金属玻璃，跨越整个范围内的金属玻璃的特征性质的定性相似的功能，我们得出结论，报告的变形行为是通用的所有金属玻璃，因此具有深远的影响一般的非晶态固体的变形行为。
2017-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Structural relaxation and delayed yielding in cyclically sheared Cu-Zr metallic glasses
本文利用分子动力学模拟研究了循环剪切下Cu-Zr金属玻璃的结构弛豫与屈服转变，发现低幅值加载使势能对数衰减，临界幅值下玻璃经瞬态退火后通过形成剪切带屈服。
2024-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
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
Fatigue behavior of Cu-Zr metallic glasses under cyclic loading
本文通过分子动力学模拟研究Cu-Zr金属玻璃在循环剪切下的疲劳行为，发现存在临界应变幅值，低于该值时塑性局部化，高于该值时逐渐累积直至形成剪切带，且失效循环次数随应变幅值接近临界值呈幂律增长。
2023-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scale Separation of Shear-induced Criticality in Glasses
本文研究玻璃在剪切稳态下的屈服临界性，发现响应和涨落由不同临界关联长度控制，尺度分离源于弹性传播屏蔽，且影响取决于微观耗散机制。
2023-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
"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
Unveiling the Asymmetry in Density within the Shear Bands of Metallic Glasses
本文提出一种由交替拓扑电荷序列产生偶极场的新模型，精确解析了金属玻璃剪切带中局部致密化与膨胀之间的密度不对称性，为理解剪切带现象提供了新理论工具。
2024-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical annealing of model glasses: Effects of strain amplitude and temperature
利用分子动力学模拟研究了有限温度下非晶态固体对振荡剪切的动态响应。收集的数据从退火不良的二元玻璃，这是在弹性制度在几百个剪切周期性变形。我们发现，所需的特征时间达到一个最小的势能的稳定状态是在较高的温度和较大的应变振幅较长。随着应变振幅的减小，势能的渐近值增加，但它仍然低于静态样品。势能的瞬态衰减与具有大的非仿射位移的原子所占据的体积逐渐减小密切相关。相比之下，当系统的大部分开始可逆变形时，剪切应力振荡的最大振幅相对较快地达到。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Geometric percolation of colloids in shear flow
结合几何逾渗的启发式理论和胶体动力学的Smoluchowski理论，预测了剪切流对硬球胶体粒子逾渗阈值的影响，并通过分子动力学模拟验证了我们的发现.看来，剪切流的影响是微妙的和高度不平凡的，即使在没有流体动力学的颗粒之间的相互作用。剪切流的存在可以增加和降低渗流阈值，这取决于用于确定两个颗粒是否连接的标准和Péclet数。我们的方法开辟了一条路线，定量预测的渗流阈值的纳米复合材料，作为一项规则，在非平衡条件下产生的，与平衡渗流理论脆弱的比较。我们的理论可以直接适用于其他类型的流场，不同形状的颗粒或通过其他硬核势相互作用。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient stress evolution in repulsion and attraction dominated glasses
我们提出的结果从微观模式耦合理论广义胶体分散体剪切下的集成通过瞬态形式主义。启动剪切应力-应变曲线、流动曲线和正应力仅以平衡静态结构系数作为输入进行计算。硬球接近他们的玻璃化转变被认为是硬球与短程方井吸引力在他们的吸引力主导的玻璃化转变。空间包装和物理键形成的线性弹性响应，屈服过程中的应力释放，和稳定的塑性流动的后果进行了讨论，并从集中的模型分散体的实验数据进行比较。
2014-06-04 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
Geometrical fingerprints of shear transformation zones in network glasses
该研究针对网络玻璃的力学响应机制，通过统计反向传播分析发现剪切转变区与键长拉伸分布高方差区域高度相关，且主要依赖初始状态几何，提出了可直接从图像低成本计算的物理指标。
2025-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
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
Shear band formation in amorphous materials under oscillatory shear deformation
利用分子动力学模拟研究了周期性剪切对无序固体中应变局部化的影响。我们考虑一个二元混合物的一百万个原子退火到一个较低的温度与不同的冷却速率，然后进行振荡剪切变形的应变振幅略高于临界值。结果发现，屈服转变发生在一个周期内，但积累的不可逆位移和剪切带的启动进行了更缓慢的退火玻璃在更大数量的周期。非仿射位移的空间分布和关联函数揭示了它们的集体动力学从均匀分布的小团转变为跨越系统的剪切带。非仿射位移的空间平均配置文件的分析表明，在周期性加载的玻璃中的剪切带的位置可以确定至少几个周期之前屈服。这些见解对于开发新的加工方法和预测金属玻璃的疲劳寿命具有重要意义。
2019-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
The yielding transition in periodically sheared binary glasses at finite temperature
采用非平衡分子动力学模拟研究了通过瞬时淬火制备的三维二元玻璃在玻璃转变过程中的动力学行为。我们发现，随着应变振幅增加到一个临界值，势能接近较低的最小值在稳态下，而剪切应力振荡的振幅变得更大。下面的屈服过渡，储能模量占主导地位的机械响应，并在连续的周期的势能的逐渐衰减是伴随着大的非仿射位移的瞬态原子簇的大小减少。相比之下，在屈服应变以上，损耗模量增加，并且由于在多个瞬态循环之后形成跨越系统的剪切带，系统稳定在较高水平的势能。
2018-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear Band Broadening in Simulated Glasses
提出了两个模型来预测的剪切带宽度的演变作为一个功能的应用应变模拟玻璃机械变形在简单的剪切。第一个模型来自量纲分析和假设，即带展宽是由剪切带内的应变速率控制。第二个模型描述的剪切带作为一个拉前传播到一个不稳定的状态，其中的动态描述使用有效温度剪切转变区（ET-STZ）理论。这两种模型进行了比较，以三个模拟系统：一个二维的二元Lennard-Jones玻璃，Cu 64 Zr 36玻璃建模使用嵌入原子法（EAM）的潜力，和Si玻璃建模使用Stillinger-Weber潜力。剪切带形成在所有系统中跨越各种淬火速率。视情况而定，这些带要么无限地变宽，要么饱和到有限的宽度。剪切带应变率模型似乎只适用于当带的增长是不受约束的，表明一个单一的时间尺度在带发展的早期阶段的主导地位。前传播模型，这减少到其他模型在早期阶段的频带展宽，也适用于带宽饱和的情况下，这表明剪切诱导的构型无序和热松弛的速率之间的竞争设置在各种材料系统中的剪切带的最大宽度。
2018-08-30 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
Tuning brittleness in multi-component metallic glasses through chemical disorder aging
通过混合MC-MD模拟研究多组分金属玻璃老化对剪切弹性-塑性转变的影响，揭示老化诱导的二十面体有序化与剪切转变区协同形成的内在关联，并量化了老化时间依赖的塑性重排敏感性及空间关联长度的增长。
2023-09-21 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
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
Perfect plasticity of metals under simple shear as the result of percolation transition on grain boundaries
提出了低同调温度下的完全塑性机制。根据这一机制，所研究的现象具有临界性质。在简单剪切模式下，它与晶界网络中的逾渗转变和碎片间的非局部相互作用有着独特的联系。该机制是合理的一般推理，主要是几何特征，并采用计算建模和著名的实验结果。
2012-06-22 cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
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
Microstructural and rheological training and memory of nanocolloidal soft glasses under cyclic shear
本研究利用XPCS和原位流变学揭示纳米胶体软玻璃在循环剪切下微观结构训练形成记忆，表现为位移和耗散非单调响应，在训练幅度处最小。
2024-08-26 cond-mat.dis-nn 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
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
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
Relaxation dynamics in amorphous alloys under asymmetric cyclic shear deformation
采用分子动力学模拟研究了循环加载和玻璃稳定性对非晶合金结构弛豫和屈服转变的影响。我们认为，一个二元混合物冷却到玻璃相深处，并进行循环剪切变形的应变周期性变化，但仍然是积极的。我们发现，非对称循环剪切下的快速冷却的玻璃逐渐向低势能和有限应力在零应变的状态演变。当应变幅值低于临界值时，非仿射位移的尺度分布收敛于幂律衰减，随着循环次数的增加，幂律衰减的指数约为-2。相比之下，更稳定的玻璃在较低的应变幅度下屈服，并且当应变幅度接近临界值时，屈服转变可以延迟数百个循环。这些结果可为设计新的热机械加工方法以改善金属玻璃的机械和物理性能提供参考。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Intrinsic shear transformations in metallic glasses
已知非晶态固体中的塑性流动是由局部剪切转变（ST）进行的，已经提出局部剪切转变优先从结构中的一些缺陷单元开始，类似于结晶固体中的位错和点缺陷。尽管ST在金属玻璃（MG）的机械变形中起着核心作用，但到目前为止，我们对其特性的了解仅限于假设模型，基于使用unreleasingly高冷却速率的计算机模拟。使用组合的分子动力学（MD）和蒙特卡罗（MC）模拟，在这里，我们已经成功地固化金属液体在一个有效的冷却速度慢至500 K/s，以接近典型的实验中生产散装MG。利用这一现实的MG模型，我们发现，ST不产生签名结构缺陷，可以识别的先验。在屈服时，只有约2%的原子参与ST，每个事件涉及少至~10个原子。这些发现纠正了MD生产的玻璃结构中保留的液体状区域的不切实际的高含量，这使得MG模型人为地具有延展性，并将样品范围的剪切模量预测不足至少~20%（相对于实验BMG的剪切模量）。我们的发现揭示了内在结构的不均匀性的范围，以及在机械负荷下ST出现的不确定性方面。
2022-08-26 cond-mat.mtrl-sci
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
Cooling-rate dependence of kinetic and mechanical stability of simulated glasses
最近，通过气相沉积已经产生了超稳定玻璃。随后，已经提出了计算机模拟算法，其模拟气相沉积过程并导致具有增加的稳定性的模拟眼镜。此外，随机钉扎已被用来产生非常稳定的玻璃态配置，而不需要冗长的退火或特殊的算法启发气相沉积。实验超稳定玻璃的动力学和机械稳定性进行比较，通过冷却形成的实验玻璃。我们提供了一个类似的比较模拟稳定的玻璃的基础：我们分析的动力学和机械稳定性的模拟玻璃形成的冷却以恒定的速率通过检查的转化时间，快速重新加热后的液体，固有的结构能量，和剪切模量。随着冷却速率的降低，合金的动力学和结构稳定性缓慢增加。这里概述的方法可用于评估通过使用专门算法生成的模拟眼镜的动力学和机械稳定性。
2015-01-14 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
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
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
Atomic Origin of Annealing Embrittlement in Metallic Glasses
退火脆化的原子理解是金属玻璃的一个长期问题，由于原子模型和实验室制备的样品之间的热历史之间存在不可逾越的差距，仍然缺乏。在这里，基于热循环退火方法，可以改变超过十个数量级的有效淬火速率，我们进行了原子的研究，在三元模型金属玻璃的韧脆转变，这可以键控块体金属玻璃的退火脆化。我们发现，热退火可以有效地消除热激活的“缺陷”，这是丰富的超淬火和韧性的玻璃，但引起应变产生的剪切事件，以及退火和脆性玻璃。虽然应变产生事件的激活最终导致单个剪切带，但在应力反转时，其他局部结构破坏可以通过相同类型的事件“愈合”，从而阻碍剪切带加宽或倍增，并导致退火脆化。
2022-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The Initiation of Shear Band Formation in Deformed Metallic Glasses from Soft Localized Domains
长期以来，人们一直认为非晶态固体中剪切带（SB）的形成始于材料中的相对“软”区域，在该区域中大尺度非仿射变形变得局部化。这个假设的测试需要一个有效的方法来识别“软”区域及其演变，因为材料变形到不同程度，其中“柔软度”的度量还必须考虑温度对局部材料刚度的影响。我们表明，均方原子位移上的一个笼子里的时间尺度<u2>，“德拜-沃勒因子”，提供了一个有用的方法来估计整个材料的剪切模量，并通过扩展，在原子尺度上的材料刚度。基于这种“软”度量，我们观察到，SB的形成确实发生通过应变诱导形成的局部软区域在我们变形的金属玻璃自支撑膜。出乎意料的是，SB形成的临界应变条件发生时，<u2>出现的软区域内的柔软度（）分布接近界面区域在其未变形状态，开始不稳定性与过渡到湍流的相似。相应地，当材料如此薄以至于整个材料可以近似地描述为本质上是“界面”时，不会出现SB。我们还量化的玻璃和高度非高斯粒子位移的性质和起源的动态异质SB区域的时间比笼子里的时间更长的放松。
2021-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Elementary processes in dilatational plasticity of glasses
针对玻璃材料膨胀塑性研究不足的问题，通过模拟揭示塑性失稳兼具膨胀与剪切分量，阐明其影响因素与基本性质，为大尺度集体现象研究奠定基础并发现空化前的模量软化现象。
2024-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Relationship between the shear modulus and volume relaxation in high-entropy metallic glasses: experiment and physical origin
针对两种高熵金属玻璃，实验测量剪切模量与相对体积随温度的弛豫，并用间隙子理论揭示间隙型缺陷主导其物理起源。
2024-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Plastic yielding in nanocrystalline Pd-Au alloys mimics universal behavior of metallic glasses
研究了固溶体对纳米晶（NC）$\mathrm{Pd}_{\mathrm{100-x}} \mathrm{Au}_{\mathrm{x}}$合金（$0 \leq \mathrm{x} < 50 \mathrm{at.\%}$）力学性能的影响。浓度已被用作控制参数，以在基本不变的微观结构（晶粒尺寸$D\approx 10\mathrm{ nm}$）下调整材料性能（弹性模量、Burgers矢量、堆垛层错能）。与粗晶面心立方合金形成鲜明对比的是，我们观察到固溶体软化增加金含量。从模型和理论的预测，明确考虑到纳米级的微观结构的影响，对浓度依赖的剪切强度已被推翻，无一例外。因此，这意味着位错活动对强度的贡献很小。事实上，我们发现剪切强度和剪切模量之间存在线性相关性，这与Johnson和Samwer [W.L. Johnson和K. Samwer，PRL 95，195501（2005）]。
2016-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast light-induced softening of chalcogenide thin films above the rigidity percolation transition
由于缺乏实验和理论支持，人们对网络玻璃中网络刚性在光诱导结构重排中的作用知之甚少。在这份报告中，我们证明了第一次的超快结构重排表现为诱导吸收（IA）在一个广泛的光谱范围内的a-GexAs 35-xSe 65薄膜以上的平均场刚性渗滤过渡，量化的平均配位数<r>= 2.40。IA光谱所产生的自陷激子，诱导结构重排软化的玻璃网络，引人注目地揭示了两个弛豫机制，不同的一个数量级。电子-晶格相互作用的快速动力学发生在1 ps内，表现出对刚性的弱依赖性，并在子带隙区域占主导地位。与此形成鲜明对比的是，缓慢的动力学与带隙区域中的结构变化相关，并且强烈依赖于网络刚性。我们的研究结果进一步表明，IA的幅度尺度与激发通量的线性关系，这提供了一个独特的方式来诱导结构重排的过协调网络，利用它用于实际目的。我们的研究结果修改了传统的概念刚性依赖的光诱导效应在网络玻璃，当用超快激光激发。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
From creep to flow: Granular materials under cyclic shear
颗粒状材料，如沙子，粉末和谷物在日常生活中无处不在，工业应用和地球科学[1]。当不受干扰时，它们形成类似于其他非晶态固体如金属和胶体玻璃的稳定结构[2]。通常认为，所有这些无定形材料在缓慢剪切时显示出普遍的机械响应，即，有一个弹性制度，其次是屈服[3]。在这里，我们使用X射线断层扫描，以确定在三维循环剪切颗粒系统的微观动力学。与剪切振幅$Γ$无关，样品显示出从蠕变到扩散动力学的交叉，表明粒状材料没有弹性响应并且总是屈服，与其他玻璃形成鲜明对比。重叠函数[4]表明，在大的$Γ$屈服是一个简单的交叉现象，而对于小的$Γ$，它显示出一级跃迁的特征，临界点在$Γ\approx 0.1$，在该临界点处，人们发现明显的减速和动力学不均匀性。我们的研究结果是直接相关的颗粒的表面粗糙度，诱导微观的势能景观，从而创建松弛通道，是在简单的玻璃缺席。为了理解颗粒系统的复杂弛豫动力学，必须理解这些过程。
2023-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
