Modeling the Transition between Localized and Extended Deposition in Flow Networks through Packings of Glass Beads
我们使用一个理论模型来探讨如何流体动力学,特别是,在一个通道中的压力梯度和壁面剪切应力,影响颗粒的沉积流动在微流体网络。在压力驱动的填充珠粒系统中的胶体颗粒输送实验表明,在较低的压降下,颗粒在入口处局部沉积,而在较高的压降下,它们沿流动方向均匀沉积。我们开发了一个数学模型,并使用基于代理的模拟来捕捉实验中观察到的这些基本定性特征。我们探讨了沉积剖面的二维相图中定义的压力和剪切应力阈值,并表明,存在两个不同的阶段。我们解释这种明显的相变绘制一个类比简单的一维模型的聚集,其中的相变计算分析。
2023-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ultrastable Metallic Glass Nanoparticles with Size-Dependent Mechanical Properties
金属玻璃的原子结构与强度和延展性等性能密切相关。在这里,两种不同尺寸的Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在准流体静力高压条件下压缩,以了解应力下的结构变化。使用原位高压X射线衍射(XRD)跟踪纳米颗粒的结构变化。由XRD产生的环境压力对分布函数表明,较小尺寸的纳米颗粒具有更紧密的非晶结构,配位数更低。XRD表明,非晶结构是稳定的,达到最大压力。发现较小和较大尺寸的纳米颗粒的体积模量分别为208 GPa和178 GPa。这种尺寸依赖的高压行为与纳米颗粒之间的组成差异有关。这些结果表明,Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在压力下是高度稳定的,这使得它们能够用作金属或陶瓷基复合材料中的夹杂物。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-driven relaxation processes in nanocomposite ionic glass LiFe$_{0.75}$V$_{0.10}$PO$_{4}$
本文介绍了在固体玻璃态形成的系统后,纳米微晶化过程中的玻璃温度以上的结果。我们分析了高温(HT)和高压(HP-HT)处理后的电导率和弛豫过程。后者导致了。8%的密度增加,二十年(100)的电导率增加以及弛豫过程的质的变化。用类临界和“临界激活”描述分析了冷却时弛豫时间的前玻璃态变化。给出的结果与参考文献[8]中所示的该材料的结果一致。的玻璃和结晶温度的压力演变的证据,表明最大值和交叉的独特的可能性也报道。
2022-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Toward a better understanding of activation volume and dynamic decoupling of glass-forming liquids under compression
我们从理论上探讨了物理性质的压力诱导激活体积和动态解耦的替硝唑,甘油,普罗布考的集体非线性朗之万方程理论。基于预测的不同压缩条件下激活弛豫的温度依赖性,确定了表征压力对材料分子动力学影响的激活体积。我们发现,解耦的压缩系统的结构弛豫时间从他们的散装未压缩值是由幂律规则。在2GPa以下,退耦指数随压力呈指数增长。退耦指数与活化体积之间存在相关性,并与微分活化自由能有关。我们数值和数学分析这些量之间的关系,以解释在以前的实验和模拟中的许多结果。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Pressure-induced non-monotonic crossover of steady relaxation dynamics in a metallic glass
本研究利用原位高压同步辐射高能X射线光子相关光谱,发现铈基金属玻璃在压缩过程中于约3 GPa处出现反直觉的集体原子运动非单调弛豫转变,并证明该异常与局部原子结构的剧烈变化密切相关。
2023-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
X-ray driven first-order phase transition in GeO2 glass under pressure
前所未有的明亮和强烈的同步辐射X射线已被广泛用于解开许多引人注目的电子和结构性质使用各种各样的物理技术,而令人困惑的现象是测量的不确定性,由于X射线引起相当大的电子和结构变化的物质正在研究。本文利用X射线吸收精细结构(XAFS)和纳米多晶金刚石对顶砧(NPD)装置研究了高压下X射线驱动GeO 2玻璃的一级四面体-八面体相变。在来自波荡器装置的X射线照射下,在低于四面体到五面体转变的阈值压力的5.4GPa下的XAFS谱开始逐渐接近在20.4GPa下的八面体GeO 2的谱。详细的分析表明,GeO 2玻璃在5.4 GPa下的最近距离和配位数增加到20 GPa以上的完全八面体玻璃,而在其他低压下的变化可以忽略不计。这些观察表明,X射线辐照可以作为一种替代刺激,形成致密物质的压力下,众所周知的外部刺激的压力和温度。在外部刺激下形成的致密物质对于理解行星和地球的形成,分化和演化至关重要。注意X射线引起的结构不确定性被称为,特别是在极端条件下,可能成为无法检测的强烈的同步辐射X射线作为结构工具的解决亚稳态。
2017-05-06 cond-mat.mtrl-sci
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
Fe0.79Si0.07B0.14 metallic glass gaskets for high-pressure research beyond 1 Mbar
垫圈是金刚石对顶砧单元(DAC)组件的重要组成部分,负责X射线衍射研究中极端条件下样品室的稳定性。在这项工作中,我们研究了由金属玻璃制成的垫圈的性能Fe0.79Si0.07B0.14在配备传统和环形金刚石砧的DAC中进行的高压X射线衍射(XRD)实验。实验进行了单轴或径向几何与X射线束的微米至亚微米尺寸。我们报告说,Fe0.79Si0.07B0.14金属玻璃垫圈在这里描述的所有XRD实验中,即使在涉及用作压力传输介质的分子间或小分子气体(例如Ne、H2)的实验中,或者在DAC中使用激光加热的实验中,在超过1兆巴的压缩下,也能提供稳定的样品环境。这些都强调了材料对于在极端条件下进行的大量精密实验的重要性。我们的研究结果表明,Fe0.79Si0.07B0.14金属玻璃垫片在单轴和径向几何结构的XRD实验中的应用,大大提高了信噪比相比,与传统的垫圈由Re,W,钢或其他晶体金属。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
The effect of pressure on La$_{1.5}$Ca$_{0.5}$CoIrO$_{6}$ re-entrant spin-glass
La $_{1.5}$ Ca $_{0.5}$ CoIrO $_{6}$是一种可重入的自旋玻璃(SG),其分别在$T\sim95$和$\sim86$ K处表现出反铁磁和铁磁耦合,并且在$T\sim25$ K处出现SG相。在这项工作中,我们研究了静水压力($P$)对La $_{1.5}$ Ca $_{0.5}$ CoIrO $_{6}$磁性的影响。通过磁化强度作为温度测量的函数,在不同的施加压力和/或磁场下进行,我们已经发现,SG相的冻结温度表现出初始增加,然后随着$P$的增加而降低,并且最大$P$ = 7.9 kbar不足以防止冻结状态的形成。由于反铁磁相和铁磁相的有序温度也受到$P$的影响,我们讨论了这里发现的结果在磁性相之间的平衡的变化。
2018-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Temperature, Pressure and Aging time on the Relaxation Dynamics of Bi0.9Gd0.1Fe0.9Mn0.1O3 System: Direct Evidence of Glassy State and Pressure Induced Relaxor Behavior
本文报道了Bi_(0.9)Gd_(0.1)Fe_(0.9)Mn_(0.1)O_3多铁系统弛豫动力学的基本情况。该研究是采用介电弛豫谱,涵盖了80年的频率0.01至106 Hz,在很宽的温度范围423 K至153 K,静水压力0.1 MPa至1765 MPa和老化时间0 s至80000 s。温度依赖的介电响应表明在模量形式主义的动态窗口中的三个弛豫过程。小极化子的变程跳跃模型体现了体导电机制。体和晶界的贡献已估计使用阻抗谱分析,并显示本地化的过程占主导地位的松弛。在200 K以下的时效实验证实了玻璃态特征的直接证据。我们的研究结果提供了一个潜在的连接几乎恒定的损失功能出现在200 K以下,最快的弛豫幅度为0.16 eV。我们还讨论了时间温度叠加行为使用模量标度。由于短程力和长程力之间的相对竞争,在临界压力以上,压力驱动正常铁电体的弛豫行为被证实。我们的研究结果集中在高压的作用,正常铁电体和弛豫之间的基本桥梁。有趣的是,由取代引起的化学压力和外部静水压力之间存在直接联系。这些发现对钙钛矿体系弛豫动力学的理论解释具有重要意义。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure synthesis and spin glass behavior of a Mn/Ir disordered quadruple perovskite CaCu3Mn2Ir2O12
采用高压高温法合成了一种新型的3d-5d杂化四元钙钛矿氧化物CaCu 3 Mn 2 Ir 2 O 12。Rietveld结构分析表明,该化合物为AA'3B 4 O 12型钙钛矿结构,空间群为Im-3,其中Ca和Cu在固定的原子位置上按1:3的比例有序排列。X射线吸收光谱表明,在B位上,3d Mn和5d Ir离子呈无序分布,这是由于它们都具有罕见的相等的+4电荷态。Cu ~(2+)、Mn ~(4+)和Ir ~(4+)离子之间相互竞争的反铁磁和铁磁相互作用导致了自旋玻璃行为,其遵循传统的动力学慢化模型。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zr-based bulk metallic glass clamp cell for high-pressure inelastic neutron scattering
Comprehensive Research Organization for Science and Society (CROSS)(综合科学研究组织);Tohoku University(东北大学);Japan Atomic Energy Agency (JAEA)(日本原子能研究开发机构);Ibaraki University(茨城大学);Tokyo City University(东京都立大学);The University of Tokyo(东京大学)
本文报道了一种基于锆的非晶金属玻璃夹持单元,用于高压非弹性中子散射研究,展示了其在中子透明度和背景特性方面的改进。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Slowly Quenched, High Pressure Glassy B$_2$O$_3$ at DFT Accuracy
本文开发了B$_2$O$_3$玻璃的机器学习势,结合深度势分子动力学模拟,在DFT精度下实现了慢速淬火和高压条件下的准确结构预测,并与实验数据高度吻合。
2024-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Melting and Pressure-Induced Amorphization of Quartz
最近的研究表明,冰的非晶化和融化是密切相关的。在这封信中,我们推断,从分子动力学模拟的SiO2系统的石英熔化线的亚稳态压力-温度域的延伸是压力诱导的非晶化线。因此,熔化似乎是压力诱导非晶化的物理现象。此外,我们表明,“压力玻璃”的结构类似于非常迅速(1 e +13至1 e +14开尔文每秒)淬火的热玻璃。
1998-04-23 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
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 evolution of the structure and mechanical properties of fully bioresorbable polymer-glass composites during degradation
完全生物可吸收的聚合物基质复合材料长期以来被认为是潜在的骨科植入材料,然而它们的机械强度、刚度、延展性和生物可吸收性的组合对于心脏支架应用也是有吸引力的。这项工作研究了磷酸盐玻璃对聚乳酸基聚合物的增强作用,解决了当前聚合物支架的主要缺点,并研究了降解过程中经常被忽视的结构和机械性能的演变。掺入15 - 30重量%磷酸盐玻璃导致模量增加高达80%,在模拟身体条件下,和15 wt.%玻璃复合材料保持了与纯聚合物相当的延展性,这对于需要延展性和刚度的支架应用至关重要。两个阶段的降解观察,占主导地位的界面吸水和玻璃溶解。聚合物脆化机制(结晶,焓弛豫)被抑制玻璃添加,使复合材料,以实现更可控的机械性能的损失在降解过程中,这可以允许负载逐渐转移到新愈合的组织。这些结果提供了一个有价值的新系统,了解完全生物可吸收聚合物基质复合材料降解过程中发生的结构和机械变化,提供了重要的新数据,以支持有效的心脏支架材料的设计。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Determination of Young's modulus of active pharmaceutical ingredients by relaxation dynamics at elevated pressures
从理论上提出了一种新的方法来研究药物活性成分的玻璃化转变和玻璃化各向异性分子液体在高压下。我们将非晶材料描述为硬球的流体。最近邻的相互作用和合作运动的粒子对玻璃态动力学的影响进行量化,通过一个本地和集体的弹性势垒计算使用Elementary集体非线性Langevin方程理论。在Kramer理论中插入两个势垒,得到结构弛豫时间。然后,我们制定了一个新的映射的基础上的热膨胀过程中的压力相互关联的粒子密度,温度和压力。这种分析使我们能够确定α弛豫的压力和温度依赖性。由此,我们估计一个有效的弹性模量的非晶材料和捕获构象的松弛过程中的影响。值得注意的是,我们的理论结果与实验吻合得很好。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
The glass transition of glycerol in the volume-temperature plane
我们评估的相对重要性的空间拥挤和降低温度的过冷甘油的玻璃化转变附近的缓慢动力学。我们通过施加高压独立地改变体积V和温度T,并通过测量介电常数来监测动态。我们的研究结果表明,这两个变量是控制变量的重要性相当。然而,玻璃形成物的脆性概念的概括表明,动力学在数量上对V的分数变化比T更敏感。我们确定的脆弱性和最近提出的密度-温度标度,这表明这一结论适用于其他液体和聚合物之间的连接。
2005-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Break-down of the relationship between α-relaxation and equilibration in hydrostatically compressed metallic glasses
Institut Néel, Université Grenoble Alpes and Centre National de la Recherche Scientifique(格勒诺布尔阿尔卑斯大学内尔研究所与法国国家科学研究中心);Institut Lumière Matière UMR CNRS 5306, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS(里昂第一大学克劳德·贝尔纳物质光研究所(CNRS联合研究单位5306));European Synchrotron Radiation Facility(欧洲同步辐射装置);Chair of Metallic Materials, Saarland University(萨尔兰大学金属材料系);Department of physics, Institute of Energy Technologies, Universitat Politècnica de Catalunya- BarcelonaTech(加泰罗尼亚理工大学能源技术学院物理系);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Centro de Física de Materiales (CSIC–UPV/EHU)(材料物理中心(西班牙高等科研理事会-巴斯克国立大学));Chair of Metallic Materials, Berlin Institute of Technology (TU-Berlin)(柏林工业大学金属材料系);Laboratoire Magmas et Volcans CNRS, IRD, OPGC, Université Clermont Auvergne(克莱蒙奥弗涅大学火山与岩浆实验室(CNRS、IRD、OPGC联合实验室))
静水压缩改变了金属玻璃的动态、热力学和结构,揭示了α松弛之外的额外过程对平衡恢复的作用。
2026-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Structural modifications of GeO$_2$ glass under high pressure and high temperature
本研究通过原位显微拉曼光谱,在高压高温下压缩玻璃态GeO$_2$,发现约3 GPa压力窗口内温度显著影响结构,并加速配位从GeO$_4$向GeO$_6$转变。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Symmetry Transitions Beyond the Nanoscale in Pressurized Silica Glass
本研究通过数值模拟和新型多体相关函数,揭示了加压二氧化硅玻璃中随压力变化的中程有序结构(从四面体/八面体/立方到交替立方/八面体),其相关长度双峰特征解释了异常压缩性,并指出该现象为网络玻璃的普遍特征。
2025-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
New optimization scheme to obtain interaction potentials for oxide glasses
我们提出了一个新的方案参数化的有效势,可用于模拟原子系统,如氧化物玻璃。作为优化的输入数据,我们使用的径向分布函数的液体和玻璃的振动态密度,无论是从从头计算模拟,以及实验数据的玻璃密度的压力依赖性。对于二氧化硅的情况下,我们发现,这种新的计划有助于找到对电位,显着更准确的比以前的,即使功能形式是相同的,从而证明,即使是简单的两体电位可以优于更复杂的三体电位。我们通过计算弹性模量的压力依赖性对新势进行了检验,并与相应的实验数据吻合得很好。
2018-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Hidden polymorphs drive the vitrification in B2O3
了解有利于液体结晶或玻璃化的条件一直是一个长期存在的科学问题。另一个相关的,但还没有很好地理解的问题是玻璃态和各种可能的结晶形式之间的关系,一个系统可能采取。在这种情况下,B2 O3是一个令人困惑的研究案例,因为i)它是最好的玻璃形成系统之一,尽管明显缺乏低压多晶型; ii)它在环境压力下以与唯一已知的结晶相异常不同的玻璃态形式玻璃化; iii)除非施加压力,否则它从不从熔体中结晶,这是一种称为结晶异常的有趣行为。在这里,通过从头计算,我们发现存在新的B2 O3晶体多晶型物的结构性质类似的玻璃和形成能量可比的已知的环境晶体。由此产生的构型简并性驱动系统在环境压力下玻璃化。简并度在压力下被提升,揭示了结晶异常的起源。这项工作调和的行为B2 O3与其他玻璃系统,并重申了系统的能力,玻璃化的多态性所发挥的作用。一些预测的晶体是完全由三重环组成的笼状材料,为硼基纳米多孔材料的合成开辟了新的前景。
2012-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Glassy crystals with colossal multi-baroresponsivities
作为一种非平凡的固态物质,玻璃-晶体状态包含晶体和非晶态固体的物理特征,其中由组成分子的质量中心形成的长程有序周期结构容纳取向玻璃。在这里,我们发现并验证了2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMP,C4 H11 NO2)的玻璃晶体状态的中子散射和互补宽带介电谱(BDS)测量。动态取向无序的冻结过程表现在弛豫时间以及描述的Vogel-Fulcher-Tammann(VFT)法律和强烈的频率依赖性冻结温度范围从约225 K在0.1 Hz以上的GHz区域中的室温。在室温下,过冷态对压力非常敏感,几MPa的压力就能诱导结晶,最终导致温度在20 s内升高48 K,可见光透过率从约95%显著降低到几个百分点,电导率显著降低三个数量级。这些超灵敏的气压响应性可能会在低级废热回收,压力传感器和非易失性存储设备中找到应用。人们期望玻璃晶体作为一个新兴的平台,利用奇异的物质状态和相关的梦幻般的应用。
2022-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Unusual effect of high pressures on phase transformations in Ni$_{62}$Nb$_{38}$ alloy
二元Ni $_{62}$ Nb $_{38}$合金属于一类独特的二元非共晶体系,它能够形成大块玻璃态[L. Xia等人,J. Appl.Phys.99(2006)026103]。本文首次在$1$,atm ~ $1.2\times10^7$,atm范围内测定了$_{62}$-$_{38}$合金的($p$,$T$)相图。对于该热力学范围,定义了相图的元素,例如液晶共存线和玻璃化转变线。我们的研究结果表明,模拟结果和已知的实验值的液相线温度和玻璃化转变温度的等压$p=1$ \,大气压之间的良好协议。详细描述了压力大于$1\times10^{7}$ \,atm时的相图。首次确定了Nb液相和Ni晶相共存的分相条件。
2022-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced amorphization, crystal-crystal transformations and the memory glass effect in interacting particles in two dimensions
我们研究了一个二维相互作用粒子模型,以解决晶体-晶体转换和压力诱导非晶化之间的关系。在非常低的温度下增加压力时,我们的模型经历了马氏体晶体-晶体转变。所得多晶结构的特性取决于缺陷密度、压缩率以及成核和生长势垒。我们发现了两种不同的极限情况。在其中一个中,马氏体晶体一旦成核,就容易垂直于不变界面生长,并且最终结构包含不同马氏体变体的大晶体。减压后,几乎每个原子都回到原来的位置,原来的晶体完全恢复。在第二种极限情况下,在成核之后,马氏体晶体的生长被能量势垒抑制。在这种情况下,最终的形态是具有非常小的晶体尺寸的多晶体的形态。如果我们只能得到(实验上可能是这种情况)角平均的结构因子,这可以被认为是无定形的。然而,这种“X射线无定形”材料是各向异性的,这在减压时表现出来,当它恢复原始晶体结构时,其取向与压缩前的取向相关。这种X射线非晶材料的记忆效应是与底层马氏体相变相关的记忆效应的自然结果。我们认为,这种机制是目前在许多实验观察的记忆玻璃效应,其中一个晶体与原始取向是恢复从一个明显的无定形样品时,压力被释放。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Metallic liquid hydrogen and likely Al2O3 metallic glass
在140 GPa(140万bar)的压力下,利用动态压缩技术合成了液态金属氢,实验数据和理论预测Al 2 O3在300 GPa下可能是金属玻璃。在这两种情况下,金属化的机制可能是Mott型转变。蓝宝石的强度使冲击波在强固体和软流体中的耗散分裂不同。一旦4.5-eV H-H和Al-O键在足够高的压力下在液态H2和蓝宝石(单晶Al 2 O3)中断裂,电子离域,这导致在流体H中以及可能在非晶Al 2 O3中形成能带。蓝宝石的高强度导致冲击耗散主要以熵吸收高达~400 GPa,这也导致300-K等温线和Hugoniot在该压力范围内几乎一致。在~400 GPa以上,冲击耗散必须主要进入温度,这在实验上被观察到为在~400 GPa以上冲击压力的快速增加。玻璃态Al 2 O3的金属化,如果得到验证,预计在强氧化物绝缘体中是普遍的。超级地球的影响进行了讨论。
2011-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Constitutive modelling of the densification process in silica glass under hydrostatic compression
无定形二氧化硅的力学响应通过弹塑性本构方程模拟了在高达25 GPa的非常高的压力下的静液压压缩下的玻璃(或石英玻璃)出现在理论中的材料参数已经从来自Rouxel等人的非原位实验数据估计[Rouxel T,Ji H,Guin JP,Augereau F,Ruffle B J Appl Phys 2010;107(9):094903]。该模型显示出从Sato和Funamori的原位实验工作中捕获压力-体积变化响应的主要特征[Sato T,Funamori N Phys Rev Lett 2008;101:255502]。特别是,致密化的开始和饱和,弹性参数(体积,剪切和杨氏模量)和泊松比的增加被认为是模型的关键参数。
2013-10-03 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
On-the-fly machine learning-augmented constrained AIMD to design new routes from glassy carbon to quenchable amorphous diamond with low pressure and temperature
提出一种即时机器学习增强的约束AIMD方法,通过修改VASP模拟各向异性应力下玻璃碳的转变,发现了在300 K和30 GPa下制备硬化非晶碳的最低压温路径,为无序材料结构转变建模提供了通用框架。
2025-07-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Giant reversible barocaloric effects in Nitrile Butadiene Rubber around room temperature
弹性体已被证明是有前途的压热材料,是固态冷却装置的合适候选者。此外,这类聚合物具有额外的优点,例如其低成本和长疲劳寿命。在此背景下,我们研究了室温附近较大范围内丁腈橡胶(NBR)的压热效应。当压力变化为390 MPa时,NBR的温度变化(ΔTS)和熵变(ΔST)分别在323 K和314 K时达到最大值,分别为16.4(2)K和59(6)J kg-1 K-1。此外,ΔTS和ΔST都是相当可逆的。玻璃化转变的影响上的压热效应进行了验证:玻璃态往往会减少熵和温度的变化相比,橡胶态。此外,我们还计算了不同工艺下的玻璃化转变压力系数(dTg/dP)。我们的研究证明了NBR在基于压热效应的冷却应用中的潜力,但也指出必须避免玻璃化转变以获得更好的压热性能。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of multiple relaxation processes during low to high density transition in Au49Cu26.9Si16.3Ag5.5Pd2.3 metallic glass
本研究利用高压X射线技术发现Au基金属玻璃在3 GPa附近出现结构和动力学交叉,表现为雪崩式原子重排及两种非晶态共存,为缓慢连续的多晶型转变提供了证据。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci
The structure of amorphous, crystalline and liquid GeO2
二氧化锗($GeO_2$)是$SiO_2$的化学类似物。此外,它在某种程度上也是一种结构类似物,因为低压和高压短程有序(四面体和八面体)是相同的。然而,存在一些差异。例如,$GeO_2$相图显示出较少数量的多晶型物,并且所有三种$GeO_2$相(结晶、玻璃、液体)对压力的敏感性增加,在比它们的等效$SiO_2$类似物低得多的压力下经历压力诱导的变化。此外,在$GeO_2$玻璃中存在中等范围顺序的差异,导致氧化锗的玻璃化转变温度比二氧化硅低得多。本文综述了通过不同的实验(例如,拉曼和NMR光谱学、中子和X射线衍射)和理论方法(例如,经典分子动力学,从头计算)。它还解决了液体和结晶$GeO_2$的结构,已收到少得多的关注。此外,我们比较和对比$GeO_2$和$SiO_2$之间的结构差异,以及沿$GeO_2-SiO_2$连接。这可能是一个非常及时的审查,因为这种化合物的兴趣,可以在相对较低的温度和压力下在液态下进行研究,继续增加。
2006-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural evolution and kinetics in Cu-Zr Metallic Liquids
过冷液体的原子结构经常被认为是金属中玻璃形成的关键来源。二十面体配位簇的存在及其形成网络的趋势已被确定为导致Cu-Zr二元系统中玻璃形成能力的一个可能的结构特征。在这项工作中,我们表明,这一理论是不足以解释玻璃形成在所有组成的二元系统。相反,我们建议,形成理想的包装集群的代价,过量或不足的自由体积的原子排列可以解释玻璃形成类似的机制。我们表明,这种行为反映在恒压冷却过程中的金属玻璃的结构弛豫和在一个恒定的体积结构的时间演化。然后,我们证明,这一理论足以解释整个范围内的Cu-Zr金属玻璃的组合物中的扩散率减慢。
2013-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Relaxation processes of densified silica glass
本研究通过退火实验和原位拉曼光谱,发现致密SiO2玻璃的弛豫经历网络不均匀性增加的瞬态过程,密度不足以完全表征其结构,并测定了活化能及冷压样品的更快动力学。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Unveiling the early stage evolution of local atomic structures in the crystallization process of a metallic glass
通过分子动力学模拟研究多组分金属玻璃结晶早期局域原子结构演化,发现热稳定性与初始短程有序无强相关并揭示对称性收敛现象,定量证明全局连通度而非二十面体簇总量是抗结晶关键因素。
2024-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Local Structures in Alkali-Borate Glasses
分析了二元碱硼酸盐玻璃中各种特征团簇的相对比例与改性剂浓度$x$的关系。纯的$B_2O_3$玻璃含有大量的硼氧环和其间的一定量的硼原子,硼氧环通过氧键连接。添加$Na_2O$改性剂会产生四配位硼,但所得网络玻璃保持完全连接。我们研究了导致产生新构型的局部变换,如四硼酸盐、五硼酸盐、二硼酸盐等,提出了一个类似于Lotka-Volterra模型的非线性微分系统。得到了作为$x$函数的各种局部构形的密度曲线。然后计算平均刚性,使我们能够计算给定$x$值的玻璃化转变温度$T_g(x)$
2022-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci