Resolving structural modifications of colloidal glasses by combining x-ray scattering and rheology
玻璃具有类似液体的结构，但表现出类似固体的性质。一个中心问题涉及玻璃的结构和机械性能之间的关系，但结构变化仍然难以解决。我们使用流变学和X射线散射的新组合来解决胶体玻璃中的结构变化，并将其直接与其机械行为联系起来。通过结合应力和结构因子的测量，我们解决了剪切引起的最近邻配置的变化作为施加应力的函数，使我们能够阐明真正的剪切带过渡的玻璃的结构起源。
2013-04-03 cond-mat.soft
Detecting low-energy quasilocalized excitations in computer glasses
软准定域激发（QLE）是已知的一般出现在一个广泛的类别的无序固体，并支配许多方面的物理玻璃，从波衰减塑性不稳定性。鉴于QLE的这一关键作用，玻璃物理学中几个悬而未决的问题的解决取决于允许研究QLE的统计力学的计算工具的可用性。后者是一项艰巨的任务，因为谐波分析通常被QLE与低频声子激发的杂交所污染，模糊了QLE丰度，典型频率和其他重要微观力学性质的清晰图像。在这里，我们提出了一个有效的算法来检测结构计算机眼镜的准本地化激发领域。所介绍的算法将计算机玻璃样品作为输入，并输出嵌入该样品中的QLE库。我们通过报告具有大范围机械稳定性的二维计算机眼镜中的玻璃激发光谱来展示新算法的强大功能，由于声子杂交，使用传统谐波分析无法实现这一点。最后讨论了未来的应用。
2023-03-22 cond-mat.soft
Mechanical Properties and Pore Size Distribution in Athermal Shear-Strained Porous Glasses
本文采用三维分子动力学模型研究了多孔玻璃在准静态剪切作用下的力学性能和孔结构。玻璃质样品通过从高温熔融状态快速热淬火来制备。孔结构通过固-气相分离形成。静态样品表现出广泛的孔隙形貌，从相互连接的孔隙网络随机分布的致密孔隙取决于材料密度。我们发现剪切模量强烈地依赖于密度和孔隙度。在机械载荷下，孔结构重新排列，这反映在孔径分布函数中。我们的研究结果表明，随着应变的增加，分布变宽，相邻的孔合并，形成更大的孔。我们还提出了一个通用的比例律的孔径分布函数，它提供了良好的数据崩溃高度多孔材料在未变形的情况下。从数据缩放，我们确定了一个临界密度，这可以归因于从多孔型到散装型材料的过渡点。分析了有限变形下标度律的有效性。
2021-06-07 cond-mat.soft
Universal mechanical response of metallic glasses during strain-rate-dependent uniaxial compression
本研究通过数值模拟揭示金属玻璃抗压强度与温度的普适关系，解释了不同合金抗压强度随应变率变化的差异化非单调行为，结果适用于多种金属玻璃体系。
2022-05-23 cond-mat.soft
Finite-size effects on sound damping in stable computer glasses
在这篇简短的文章中，我们评论了arXiv：1812.08736v1中提出的最新结果。
2019-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical Properties of a Model of Attractive Colloidal Solutions
本文综述了玻璃化转变的性质和窄深阱方势阱玻璃。我们的讨论是基于模式耦合理论，我们所做的玻璃预测是指由该理论预测的“理想”玻璃。我们相信，方井系统以及代表胶体粒子与吸引力的相互作用产生的接枝聚合物，或耗尽相互作用。它最近已被证明，两种类型的玻璃，一个吸引力和排斥的，预测MCT为这个模型。前者可以在相当低的密度下形成。我们大部分的注意力都集中在这个理论所预测的玻璃的机械性能上。特别地，我们计算了零频率下的弹性剪切模量和长波长极限下的纵向应力模量。两者的结果沿玻璃-液体转变曲线，并解释其有趣的行为的基本物理系统。
2000-11-03 cond-mat.soft
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
Effect of molecular constraints on vibrational and quasilocalized excitations in glasses
Institute for Theoretical Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学理论物理研究所）
本研究对比了分子玻璃与同相互作用势、同制备方案的原子型玻璃的振动等性质，揭示了刚性分子约束对玻璃力学和振动特性的影响，为相关研究提供了新认知。
2026-08-21 cond-mat.soft
Universality of the nonphononic vibrational spectrum across different classes of computer glasses
最近已经确定，简单计算机玻璃模型的频谱由软的、准定域的非声子振动模式构成，其频率$ω$遵循无隙的、普适的分布${\cal D}(ω)\!\sim\!ω^4$。虽然这种普遍的非声子谱已被证明是强大的改变玻璃的历史和空间维度，它迄今为止只被观察到简单的计算机眼镜具有径向对称，成对的相互作用势。因此，在简单的计算机眼镜中看到的非声子光谱的普遍性与现实的实验室眼镜的相关性仍然不清楚。在这里，我们证明了出现的普遍$ω^4$非声子谱在各种各样的现实计算机玻璃模型，从四面体网络玻璃与三体相互作用，通过分子玻璃和玻璃状聚合物，散装金属玻璃（BMG）。与以前的观察一起，我们的研究结果表明，低频非声子振动光谱的任何玻璃状固体淬火从熔体的功能普遍$ω^4$法律，独立于其微观相互作用的性质。
2020-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the Effect of Micro-alloying on the Mechanical Properties of Metallic Glasses
“微合金化”是指在给定的金属玻璃中添加少量浓度的外来金属，近年来被广泛用于试图改善后者的机械性能。结果是偶然的和非系统的。在本文中，我们提供了一个微观理论的影响，微合金化，揭示了微妙的后果，这一过程和大的参数空间，需要加以控制。特别是，我们考虑两个非常相似的模型，表现出相反的趋势的剪切模量的变化，并解释的起源显示在不同的微观结构和性能的差异。
2013-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Finite-size effects in the nonphononic density of states in computer glasses
结构玻璃中频率为$ω$的非声子准定域振动模式密度的普遍形式${\cal D}(ω)$在几十年前就被理论预测，但直到最近才在数值模拟中被揭示出来。特别地，最近已经确定，在通用计算机眼镜中，${\cal D}(ω)$从零频率增加为$ω^4$，与空间维度和微观细节无关。然而，在[E. Lerner和E. Bouchbinder，Phys. Rev. E 96，020104（R）（2017）]，结果表明，用于创建玻璃状样品的制备方案可能会影响其所得${\cal D}(ω)$的形式：从高温液态快速淬火的玻璃状样品显示出${\cal D}(ω)\!\sim\!ω^β$与$β\!<\!4$的特征，可能限制了$ω^4$定律的普适性程度。在这里，我们表明，指数$β\!<\!4$只出现在小的玻璃样品淬火从高温液态-其尺寸相当于或小于无序的软准局域化振动的核心的大小-而较大的玻璃样品与相同的协议功能的通用$ω^4$法律。我们的研究结果表明，观测到的$β\!<\!4$的非声子态密度源于有限尺寸效应，因此，我们得出结论，$ω^4$定律应具有任何足够大的玻璃从熔体淬火。
2020-03-11 cond-mat.soft
The effect of cryogenic thermal cycling on aging, rejuvenation, and mechanical properties of metallic glasses
采用分子动力学模拟研究了模型玻璃在热循环作用下的结构弛豫、势能态和力学性能。我们研究了一种非添加剂的二元混合物，它是从液相退火到低于玻璃化转变的低温不同的冷却速率。通过在恒定压力下反复加热和冷却系统来施加热处理，从而在热膨胀时暂时引起内应力。我们发现，退火不良的玻璃被重新定位到逐步降低水平的势能在连续的周期，而退火良好的玻璃可以在足够大的幅度的热循环再生。此外，对于所有冷却速率，在一定温度幅值下检测到100次循环后的最低水平的势能。到不同能态的结构转变伴随着原子的集体非仿射位移，这些原子被组织成团簇，其典型尺寸随着冷却速率或温度振幅的增加而变大。我们发现，弹性模量和峰值的应力过冲表现出明显的最大值的循环振幅，这对应于最小的势能。模拟结果表明，屈服峰作为循环振幅的函数，快速退火的玻璃表示在较低的冷却速率制备的玻璃中的最大应力的下限。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Short time aging in binary glasses
我们提出了一些简单的计算机模拟，表明在二元玻璃的简单模型中实现了短时间老化。值得注意的是，适度的计算机模拟足以证明这种效应。我们还发现一个动态增长的相关长度的迹象。
1997-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The potential energy states and mechanical properties of thermally cycled binary glasses
采用分子动力学模拟研究了重复热循环对二元玻璃力学性能、结构弛豫和势能演化的影响。我们考虑一个二元混合物与强烈的非加性交叉相互作用，这是退火的玻璃化转变与不同的冷却速率，然后暴露在恒定压力下的一千个热循环。我们发现，在最初的几百个瞬态周期，势能最小值在每个周期后逐渐减少，结构弛豫通过集体进行，原子的不可逆位移。随着循环次数的增加，体积和势能振荡的幅度显着降低，并且势能最小值饱和到取决于热幅度和冷却速率的恒定值。在稳定状态下，玻璃热膨胀和收缩，但大多数原子在每个循环后返回到它们的笼子里，类似于周期性驱动的非晶材料中发现的极限循环。拉伸试验的结果表明，弹性模量和屈服峰，评估后的热处理，获得最大值在一个特定的热幅值，这与势能的最小值相一致。
2018-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical disorder of sticky-sphere glasses. I. Effect of attractive interactions
最近的文献表明，稠密液体颗粒之间的吸引力相互作用在确定其整体力学性能方面起次要作用。在这里，我们表明，在其明显的不重要性的致密液体的散装力学相比，吸引力的相互作用可以有重大影响的宏观和微观弹性性质的玻璃固体。我们研究了几个广泛适用的无量纲措施的稳定性和机械无序在简单的计算机眼镜，其中吸引力的相互作用的相对强度-被称为“玻璃粘性”-可以很容易地调整。我们发现，增加玻璃的粘性可以导致减少各种量化的机械无序，在宏观和微观尺度上，与一对有趣的例外，这条规则。有趣的是，在某些情况下，强大的吸引力可以导致软，准本地化模式的数量密度减少，由高达一个数量级，并大幅减少其核心的大小，类似于热退火对弹性的影响，在最近的作品中观察到。与规范玻璃模型的行为相反，我们提供了令人信服的证据表明，在我们的粘性球玻璃的稳定机制主要源于自组织消耗的相互作用具有大，\emph{negative}刚度。最后，我们建立了一个基本的联系宏观和微观量词的机械无序，我们通过尺度参数激励。最后讨论了今后的研究方向。
2021-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical mechanical approach to secondary processes and structural relaxation in glasses and glass formers
动态过程的相互关系活跃在玻璃和粘性液体的分离的时间尺度上的研究使用的模型显示两个时间尺度的分叉之间的快速和二次弛豫和二次弛豫和结构之间。动力学的研究允许在平均场近似的动态逮捕的温度以上的系统弛豫的预测，与直接导出的运动方程的结果在模式耦合理论（MCT）过冷粘性液体。改变外部热力学参数，可以表现出很宽范围的现象学，从敏感性损失中结构峰和第二峰的非常清楚的分离到多余的机翼结构。
2011-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear mechanics of thermoreversibly associating dendrimer glasses
我们建立了三价树枝状聚合物网络玻璃的力学模型，重点研究了它们的能量耗散性质。采用粘性粘结（SB）强度和动力学的各种组合。这些系统的韧性（工作断裂）显示出令人惊讶的变形协议的依赖性，不同的关联参数优化不同的属性。特别地，“强、慢”SB优化强度，而“弱、快”SB通过变形期间的自愈合优化延展性。我们将这些观察到的断裂，改造，和合作伙伴切换的SBs在变形过程中。这些研究为制备具有可定制力学性能的缔合聚合物网络玻璃指明了方向。
2013-08-06 cond-mat.soft
Common mechanism of thermodynamic and mechanical origin for ageing and crystallisation of glasses
已知玻璃态经历缓慢的结构弛豫，其中系统逐渐探索较低的自由能最小值，其为无定形（老化）或结晶（失透）。最近，人们越来越感兴趣的不寻常的间歇性集体位移的大量粒子被称为“雪崩”。然而，其结构根源和动态尚未得到充分处理。在这里，我们研究硬球玻璃，结晶或年龄取决于大小多分散性的程度，并表明，少量的颗粒被critically驱动重新排列在低密度和键取向顺序的区域。这导致机械平衡的瞬时损失，这促进了大的级联运动。结合以前确定的现象学，我们有一个完整的动力学途径的结构变化，这是共同的老化和结晶。此外，这表明瞬态力平衡是区别玻璃和过冷液体的原因。
2017-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. I. Tension
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃在拉伸载荷下的孔结构和力学性能的演变。我们考虑玻璃状系统中获得的相分离的过程后，快速等容淬火的玻璃形成液体的温度低于玻璃化转变。未变形样品中的多孔结构随着平均玻璃密度的增加而从连通的多孔网络变化为随机分布的孤立孔。我们发现，在小应变，弹性模量遵循幂律依赖于平均玻璃密度和孔径分布保持几乎相同的静态样品。在进一步加载时，孔变得显著变形并聚结成更大的空隙，这导致形成与材料断裂相关的跨越系统的空区域。
2017-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evaluation of the Influence of Structural Parameters on the Mechanical Properties of Foam Glasses via In-Situ Micro-CT Mechanical Testing
本研究结合显微CT、原位/非原位单轴压缩与DVC分析，揭示三种泡沫玻璃的孔结构参数与其杨氏模量、抗压强度及损伤演化规律。
2025-05-12 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
Rejuvenation versus overaging: The effect of cyclic loading/unloading on the segmental dynamics of PMMA glasses
University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究探究循环加载/卸载对PMMA玻璃链段动力学和力学性能的影响，采用探针再取向技术等方法，发现未出现过老化，探针再取向技术可灵敏检测变形非线性效应。
2026-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elasticity and Plasticity in Stiff and Flexible Oligomeric Glasses
在本文中，我们专注于低聚物玻璃（蜡）的机械性能，采用微观模型，提供，通过数值模拟，信息有关的剪切模量的这种材料，通过塑性不稳定性的故障机制和低聚物本身的几何响应的机械载荷。我们提出了一个微观理论，解释了数值观察到的现象，包括剪切模量和塑性不稳定性的精确理论，本地和系统跨越。此外，我们提出了一个模型来解释的几何变化的寡聚链下增加应变。
2014-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Sound absorption in glasses
本文介绍了声波在玻璃中的吸收，从最低温度的玻璃化转变，在三个兼容的唯象模型的描述。共振隧穿、弛豫隧穿到隧穿平台的上升以及到经典弛豫的交叉是玻璃的普遍特征，并且由隧穿模型及其扩展到包括软振动和低势垒弛豫的软势模型很好地描述。其在更高温度下对非通用特征的进一步扩展是非常灵活的Gilroy-Phillips模型，该模型允许根据经典弛豫域中声波吸收的频率和温度依赖性来确定特定玻璃的能量景观的势垒密度。为了在高温下适当地应用它，需要它的剪切柔量方面的配方。当接近玻璃化转变时，普遍性再次出现，势垒密度呈指数上升，反映了在玻璃化温度下粘性流动的冻结快速Kohlrausch t^β-尾部（在时间t上，β接近1/2）。该计划的有效性检查几个玻璃和聚合物的文献数据，没有二次弛豫峰。冻结Kohlrausch尾部的机械松弛没有显示出强烈的温度依赖性的势垒密度与氢键的分子玻璃的介电数据中观察到的迹象。相反，机械弛豫数据表明，任何玻璃的冻结温度无关的势垒密度可描述的能量景观。
2022-08-26 cond-mat.soft
Enumerating low-frequency nonphononic vibrations in computer glasses
针对计算机玻璃中声子与非声子激发杂化阻碍定量分析的问题，提出基于总谱与 Debye 声子谱之差的非声子模式枚举方案，证实其可加性贡献并揭示了普遍的 $ω^4$ 尾部。
2024-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Thermal Fluctuation Driven Structural Relaxation in Undeformed Glasses: Unraveling the Evolution of Mechanical Stability
该研究通过分析热涨落诱导的未变形玻璃中的雪崩事件，揭示了系统软化机制，并提出广义应变转变区（GSTZ）概念，为统一描述力学变形与热驱动玻璃的弹塑性响应奠定基础。
2025-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Particle rearrangement and softening contributions to the nonlinear mechanical response of glasses
非晶材料，如金属，聚合物和胶体玻璃，表现出复杂的结晶依赖于施加的剪切力的机械响应。我们进行数值模拟，以调查的机械响应的二元Lennard-Jones玻璃进行无热，准静态纯剪切作为一个功能的冷却速率$R$用于准备他们。整体平均应力-应变曲线$\langleσ(γ)\rangle$类似于大尺寸极限下的空间平均值，该曲线看起来平滑，并在小应变下显示推定的弹性状态，在中等应变下显示屈服相关峰值，在大应变下显示塑性流动状态。相比之下，对于系综中的每种玻璃配置，应力-应变曲线由许多短的近线性段组成，所述短的近线性段被颗粒重排引起的快速应力下降打断。我们量化了小应力应变段的形状，以及每个玻璃配置中应力降的频率和大小。我们将应力损失分解为颗粒重排和软化的损失，即，$σ(γ)$中线性段斜率的减小），然后比较作为$R$和$γ$的函数的两个贡献。对于目前的研究，强化引起的应力损失大于软化引起的应力损失，但是，软化应力损失随着冷却速率的降低而增加。我们还表征了不同$R$制备的玻璃沿应变方向的势能景观的结构，并观察到屈服过渡附近的景观的属性的戏剧性变化。然后，我们表明，每应变的增强引起的能量损失可以作为一个序参量的屈服过渡，这锐化缓慢的冷却速率和大系统尺寸的限制。
2017-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analysis of local structure of mechanical and thermal rearrangements in glasses with the atomic cluster expansion
该研究用 ACE 描述符和体序线性分类器识别玻璃中热激活与剪切重排的活性粒子，揭示二元混合物与聚合物玻璃对两体、三体结构关联的不同需求。
2024-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Towards glasses with permanent stability
与晶体不同，玻璃会随着时间的推移而老化或失透，这反映了它们的非平衡性质。这种稳定性的缺乏在许多工业应用中是一个严重的问题。在这里，我们通过数值模拟表明，通过抑制体积分数的不均匀性来防止准硬球玻璃的失透。一种单分散玻璃已知的“雪崩”样间歇动力学失透进行小的迭代调整的颗粒大小，使局部体积分数空间均匀。我们发现，这完全防止结构松弛和失透老化的时间尺度，即使在微晶的存在下。有一个戏剧性的均匀化的数量承载最近的邻居每个颗粒，表明超稳定的玻璃可以通过“机械均匀化”形成。我们的发现为玻璃稳定化提供了一个物理原理，并为机械稳定玻璃的形成开辟了一条新的途径。
2021-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Statistical mechanics of local force dipole responses in computer glasses
软准定域模（QLM）普遍存在于熔融淬火的结构玻璃中，并且被认为与许多玻璃异常有关，例如它们的热导率和比热的低温标度以及在中频的声衰减。在计算机眼镜中，QLM可以在一组狭窄的情况下呈现谐波振动模式的形式，然而，直接访问它们在频率上的完整分布受到QLM与其他低频模式（例如，~声子）。以前的研究，以克服这个问题已经表明，玻璃的本地力偶极子的响应作为一个很好的代理其QLM;因此，我们在这里研究的本地力偶极子在计算机眼镜的响应的物理机械性能，在很大范围内的玻璃稳定性和在各种空间维度，与揭示尚未访问的QLM的频率的完整分布的属性的目标。我们发现，相对于QLM的频率$ω$（因此，也是他们的刚度$κ\!=\!ω^2$）的空间维度独立的普遍分布，与本地力偶极子的响应相关的刚度的分布特征（弱）依赖于空间维度。我们合理化这种依赖性，通过引入一个晶格模型，结合了现实空间的配置文件的QLM-与尺寸相关的远程弹性场-和普遍的统计特性，他们的频率。最后，我们讨论了我们的研究结果和玻璃化转变问题的基本方面之间可能的联系，并在超稳定玻璃的塑性活动的有限尺寸效应。
2020-01-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics and rheology of active glasses
在模式耦合理论的框架内，我们提出了一个简单的模型来描述密集的活动（自推进）的球形胶体粒子的组件。对于各向同性悬浮液，我们证明了玻璃化转变转移到更高的体积分数，通过添加活性，与最近的布朗动力学模拟。预测了活动引起的流体静态结构因子的变化。主动玻璃施加的应变的机械响应被示出为比相应的被动玻璃软;非遍历性参数和屈服应力随着活动的增加而降低。
2014-03-07 cond-mat.soft
A molecular perspective on the yield and flow of polymer glasses: The role of enhanced segmental dynamics during active deformation
University of Wisconsin – Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本章从分子视角探讨聚合物玻璃力学响应，关注主动变形中链段动力学变化对力学性能的影响，为理解其变形特征提供了依据。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extracting the properties of quasilocalized modes in computer glasses: Long-range continuum fields, contour integrals and boundary effects
玻璃中的低频非声子模式和塑性重排是空间准局域化的，即具有无序诱导的短程核和已知的长程衰减弹性场。提取未知的短程核心属性，可能在计算机眼镜中访问，是最重要的。在这里，我们考虑一类轮廓积分，在已知的长程字段，这是专门设计用于提取的核心属性。我们首先表明，在目前的研究中使用的典型尺寸的计算机眼镜，准本地化模式的长程场的经验边界效应与模拟盒的形状和广泛采用的周期性边界条件。特别是，介导的盒子形状和周期性的边界条件的图像相互作用诱导场的旋转和方向依赖的抑制其长程衰减。然后，我们开发了一个连续理论，定量预测这些有限尺寸的边界效应，并支持它通过广泛的计算机模拟。该理论考虑了有限尺寸的边界效应，同时允许提取短程核心属性，例如它们的典型应变比和取向。该理论在2D和3D中都得到了广泛的验证。总的来说，我们的研究结果提供了一个有用的工具，用于提取非声子模式和塑料重排在计算机眼镜的内在核心属性。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computer simulations of the Gardner transition in structural glasses
最简单玻璃形成系统的精确平均场论--大尺寸极限下硬球的致密组装--预测了加德纳相的存在。这种转变的特点是完全的复本对称性破缺，这意味着两个迷人的物理后果：（i）一个层次的自由能景观，和（ii）边际稳定性。在这里，我们讨论了最近的数值模拟结果，以检查这些平均场预测的物理尺寸。
2022-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulations of aging and plastic deformation in polymer glasses
我们使用分子动力学模拟研究物理老化对模型聚合物玻璃力学性能的影响。蠕变柔量与恒定温度下低于屈服的恒定单轴载荷下的结构松弛同时确定。该模型成功地捕捉到了聚合物玻璃中实验发现的普遍特征，包括机械复原的特征。我们分析了微观松弛时间尺度，并表明它们表现出相同的宏观蠕变遵守老化特性。此外，我们的模型表明，整个分布的弛豫时间尺度与年龄相同。尽管流动性的变化很大，我们观察到相对较小的结构变化，除了一个弱的对数增加的程度，短程秩序，可能与观察到的减少老化增加负荷。
2007-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural transformations in porous glasses under mechanical loading. II. Compression
通过分子动力学模拟研究了多孔结构和玻璃密度对非晶材料压缩变形的影响。无序的多孔结构是通过将低于玻璃化转变温度的高温二元混合物淬火到相共存区来制备的。随着平均玻璃密度的降低，静态样品中的孔形态从随机分布的致密空隙变为嵌入连续玻璃相中的多孔网络。我们发现，在恒定体积下的压缩加载过程中，多孔结构在弹性状态下线性变换，并且弹性模量遵循幂律增加作为平均玻璃密度的函数。在进一步压缩时，孔显著变形并聚结成大的空隙，导致形成具有几乎均匀的玻璃相的域，这提供了在高应变下增强的抗变形性。
2017-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Accelerated rejuvenation in metallic glasses subjected to elastostatic compression along alternating directions
采用分子动力学模拟研究了静应力和交变加载方向对非晶合金势能和力学性能的影响。该模型玻璃是通过一个二元混合物，首先缓慢退火远低于玻璃化转变温度，然后受到沿单一方向或沿两个和三个交替方向的弹性静力学加载。我们发现，在足够大的值的静态应力，二元玻璃成为振兴通过集体的，不可逆的原子重排。在加载协议中的静态应力包括额外的取向后，再生效应被放大，并且具有大的非仿射位移的原子簇的典型尺寸增加。作为延长的机械加载的结果，弹性模量和应力过冲的峰值在启动连续压缩期间变得显著降低，特别是对于具有交替应力取向的加载协议。这些发现对于设计新的加工方法以改善金属玻璃的机械性能具有重要意义。
2020-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Slow relaxation dynamics in binary glasses during stress-controlled, tension-compression cyclic loading
采用分子动力学模拟研究了循环加载对金属玻璃弛豫动力学和力学性能的影响。我们认为Kob-Andersen三维二元混合物在玻璃化转变过程中迅速冷却，并在弹性范围内经历数千次拉伸-压缩循环。结果发现，在恒定压力下的循环加载过程中，系统被重新定位到逐渐降低的势能水平，从而促进更大的致密化和更高的强度。随着应力幅值的增大，玻璃的平均密度增大，势能最小值变深，而弹性模量减小。具有大非仿射位移的原子团簇的典型尺寸在连续的循环中变得更小，这与势能的逐渐减小相关。这些结果对于改善非晶合金力学性能的形变热处理具有重要意义。
2018-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scaling regimes and fluctuations of observables in computer glasses approaching the unjamming transition
本文研究无序固体接近unjamming转变时接触数和剪切模量的样本间涨落，揭示无序量化量随系统尺寸和距转变距离呈现三个标度区间与两个交叉，并关联实验可测的声衰减和振动态密度。
2023-12-19 cond-mat.soft
Structural, mechanical, and vibrational properties of particulate physical gels
我们的生活被各种各样的无序材料包围着。特别是，玻璃是众所周知的致密，无定形材料，而凝胶存在于低密度，无序状态。最近的进展提供了一个重要的一步，在理解玻璃的材料性能，如机械，振动和传输性能。相比之下，我们对颗粒物理凝胶的了解仍然非常有限。在这里，使用分子动力学模拟，我们研究了一个简单的模型的颗粒物理凝胶，Lennard-Jones（LJ）凝胶，并提供了一个全面的了解其结构，机械和振动特性，所有这些都是显着不同的玻璃。首先，LJ凝胶显示出稀疏的、不均匀的结构，并且结构的长度尺度$ξ_s$随着密度的降低而增长。第二，凝胶非常软，剪切$G$模量和体积$K$模量都比玻璃小几个数量级。第三，许多低频振动模式被激发，其在振动态密度中形成具有起始频率$ω_\ast$的特征平台。分别用$ξ_s$、$G$、$K$和$ω_\ast$表征的结构、机械和振动性质显示出与密度的幂律标度行为，这在它们之间建立了密切的关系。在整个本工作中，我们揭示了凝胶是多尺度的，固态材料：（i）均匀的弹性体在长的长度，（ii）异质弹性体的分形结构在中间的长度，和（iii）无定形结构体在短的长度。
2021-09-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Perfect Glass Paradigm: Disordered Hyperuniform Glasses Down to Absolute Zero
液体在一定温度范围以下的快速冷却可导致向玻璃态的转变。对玻璃的传统理解包括它们相对于晶体的热力学亚稳性。然而，在这里，我们提出的相互作用，消除结晶和准晶相的可能性，同时创造机械稳定的非晶玻璃下降到绝对零度温度的具体例子。我们表明，这可以通过引入一种新的理想物质状态来实现，称为“完美玻璃”。“一个完美的玻璃代表了硬颗粒最大随机堵塞（MRJ）包装的软相互作用模拟。这些后一种状态可以被视为玻璃的缩影，因为它们是不平衡的、最大无序的、超均匀的、具有无限体积模量和剪切模量的机械刚性的，并且由于构型空间捕获而永远不会结晶。我们的模型完美的玻璃利用两个，三个，和四体软相互作用，同时保留MRJ状态的显着属性。这些模型构成了完美玻璃概念的理论证明，并拓宽了我们对玻璃物理学的基本理解。在正温度下全同粒子与理想玻璃势相互作用的平衡系统的一个新特征是它们具有无限的非相对论性声速。
2016-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-Organization and the Physics of Glassy Networks
网络眼镜是许多自组织系统的物理原型，从蛋白质到计算机科学。传统的气体、液体和晶体理论不能解释玻璃形成倾向的强烈材料选择性特征、玻璃的相图或它们的优化性质。一个新的拓扑理论，只有25岁，已经成功的地方，传统的理论失败了。它表明，（可能所有的慢淬）玻璃，包括网络玻璃，是一些简单的机制的综合作用的结果。这些玻璃形成机制在本质上是拓扑的，并且已经在几种重要的玻璃中被确定，包括硫属化物合金、硅酸盐（窗玻璃、计算机芯片）和蛋白质。
2005-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elasticity of self-organized frustrated disordered spring networks
本文研究可调力学无序的自组织阻挫弹簧网络，揭示多尺度弹性标度律和普适四次玻璃态振动谱，强调自组织对玻璃弹性的关键作用。
2024-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
From ultra-fast growth to avalanche growth in devitrifying glasses
本研究通过类排斥硬球玻璃模拟发现，玻璃制备方案决定反玻璃化的晶体生长模式，常规玻璃呈快速生长模式，均匀玻璃呈界面局域的类雪崩生长，为玻璃化转变下的快速晶体生长提供了解释。
2023-08-29 cond-mat.soft
Multimodal and Multiscale Interrogation of a Mechanically Tough Glass Forming Copper-Based Metal-Organic Framework
University of Oxford（牛津大学）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Science and Technology Facility Council, UKRI（英国研究与创新署科学技术设施委员会）；Diamond Light Source（钻石光源）
本研究通过多模态多尺度表征，合成了高韧性铜基MOF玻璃，其弹性模量约10 GPa、断裂韧性达0.5 MPa·m^1/2，为MOF基材料加工领域提供了关键进展。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gas-liquid phase separation at zero temperature: mechanical interpretation and implications for gelation
玻璃和凝胶之间的关系已经激烈争论了几十年;然而，这两个阶段之间的过渡仍然难以捉摸。为了研究零温极限下的凝胶形成过程及其与玻璃相的关系，我们进行了无热准静态减压的数值实验。在减压过程中，系统经历类似于相分离的空化事件，这是在零温度下的凝胶化过程。正常模式分析表明，相分离是由最低的本征能量消失的信号，类似于剪切下的玻璃的塑性事件。与剪切诱导塑性的一个主要区别是消失模式在相分离点处经历其空间能量分布的质的变化。这些发现使我们能够定义基于力学的玻璃-凝胶相边界。
2022-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The Universal Role of Fragility on the Yielding Transition of Active Glass under Oscillatory Shear
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究人员通过分子动力学模拟发现，活性会降低玻璃的动力学脆弱性，改变其屈服力学响应，确立了动力学脆弱性是控制被动与活性玻璃屈服的统一参数，为调控非晶材料力学响应提供了新途径。
2026-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multi-step deformation experiment and development of a model for the mechanical behavior of polymeric glasses
Purdue University（普渡大学）
该研究通过四步变形实验挑战传统玻璃态聚合物力学模型的假设，结合光漂白光学实验排除部分卸载时分子迁移率降低的可能，开发了以高效堆积材料分数为内部变量的新模型，可描述相关实验。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aging and rejuvenation during elastostatic loading of amorphous alloys
利用分子动力学模拟，我们研究了单轴弹性静态压缩对二元玻璃的势能、结构弛豫和力学性质的影响。我们考虑的三维Kob-Andersen二元混合物，这是最初从液体状态冷却到玻璃相，在零压力下，以缓慢的速度。然后，在延长的时间间隔期间，在退火温度下对玻璃施加静态应力。结果表明，当退火温度小于玻璃化转变温度的一小部分时，屈服点以下的静应力会引起大规模的塑性形变和明显的年轻化。相比之下，老化效应变得占主导地位，在足够小的值的静态应力和较高的退火温度。弹性静态压缩后的力学测试表明，弹性模量和屈服应力都在再生样品中降低，而松弛的玻璃观察到相反的趋势。这些结果可能对优化力学性能的金属玻璃的形变热处理有帮助。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Creating bulk ultrastable glasses by random particle bonding
玻璃科学的最新突破是通过物理气相沉积技术合成超稳定玻璃。这些样品显示出增强的热力学、动力学和机械稳定性，对基础科学和技术应用具有重要意义。然而，气相沉积技术仅限于原子、聚合物和有机玻璃形成物，并且仅能够产生薄膜样品。在这里，我们提出了一种新的方法来产生超稳定的玻璃态配置的散装，通过随机粒子键合，并使用计算机模拟，我们表明，这种方法确实允许生产超稳定的玻璃。我们的技术原则上适用于任何分子或软物质系统，如具有可调键合相互作用的胶体颗粒，从而为设计一大类超稳定玻璃开辟了道路。
2022-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Computational Methods toward Ultrastable Glasses
Sapienza University of Rome（罗马大学）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Kyoto University（京都大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；CNR Institute of Complex Systems（意大利国家研究委员会复杂系统研究所）
本综述概述了实现超稳定玻璃的关键计算算法，分析各方法的效率、局限与稳定性，助力研究者理解该领域现状与机遇。
2026-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft 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 effect of thermal history on the atomic structure and mechanical properties of amorphous alloys
采用分子动力学模拟研究了热处理对金属玻璃势能、原子结构和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，这是第一次放松附近的玻璃化转变温度，然后迅速冷却到玻璃相。结果发现，在较高的退火温度下制备的玻璃被重新定位到更高的能量状态和它们的平均玻璃结构仍然更加无序，如反映在对关联函数的形状。力学性能测试结果表明，当退火温度从上到下接近$T_g$时，剪切模量和屈服峰均显著增加。此外，只有在足够高的温度下平衡的样品的剪切模量成为应变率的强函数。基于非仿射位移的空间分布，我们表明，随着退火温度的升高，变形模式从脆性转变为韧性。这些结果可用于设计和优化具有改善塑性的大块非晶合金的制备工艺。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
The Physics of Topological Defects in Glasses
University of Milan（米兰大学）；University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；DEVCOM Army Research Laboratory（德文康姆陆军研究实验室）；Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育与研究学院浦那分校）
综述玻璃中拓扑缺陷的理论、数值与实验进展，揭示其与塑性变形和剪切带形成的关联，为无序材料塑性提供新视角。
2026-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
