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
Slip avalanches in metallic glasses and granular matter reveal universal dynamics
材料变形的普适性是非常有趣的：如果存在普适的标度关系，它将以一种与材料无关的方式弥合从微观变形到宏观响应的差距。虽然变形纳米柱，大块金属玻璃和颗粒材料的力统计与平均场预测最近的协议支持普遍的标度关系的想法，在这里，我们第一次证明，普遍性超出了统计，并适用于滑移动力学。通过严格比较两个非常不同的系统，大块金属玻璃和粒状材料的统计和动力学的力量波动，我们清楚地建立了一个材料独立的普遍制度的变形。我们通过实验验证了预测的普遍尺度函数的时间演化的个人雪崩，并表明，无论是滑移统计和动力学是普遍的，即独立的尺度和细节的材料结构和相互作用。这些结果是重要的跨尺度和材料结构的实验结果在一个单一的变形理论。
2016-05-19 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
Splitting up entropy into vibrational and configurational contributions in bulk metallic glasses: A thermodynamic approach
采用基于非平衡绝热开关和可逆标度方法相结合的分子动力学模拟，对大块金属玻璃的振动熵和构型熵进行了有效的分离.这种方法涉及使用爱因斯坦晶体作为固相的参考和最近提出的流体相的Uhlenbeck-Ford模型来计算振动自由能。该方法的优点在于它不需要结晶固相来分离熵。因此，原则上，它适用于任何材料，无论其是否具有结晶相。利用这种方法，我们分离了两种具有不同脆性的金属玻璃Cu $_{50}$ Zr $_{50}$和Cu $_{46}$ Zr $_{46}$ Al $_{8}$在零外压下的振动熵和构型熵.我们发现前者的结果与Smith \textit{et al.} [H. L. Smith \textit{et al.}，Nat. Phys. \textbf{13}，900（2017）]。含Al玻璃的组态熵比其它玻璃的组态熵大70%。我们的研究结果表明，虽然其他因素可能在发挥作用，配置熵可以用来调查的效果，添加微量合金元素的大块金属玻璃的玻璃形成能力。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonaffine rearrangements of atoms in deformed and quiescent binary glasses
利用分子动力学模拟研究了周期性剪切变形对非晶态固体中非仿射原子位移的影响。研究了有限温度下三维Kob-Andersen二元混合模型。结果发现，当材料是周期性的应变，大多数的原子进行重复的非仿射位移的振幅是广泛分布。我们发现，粒子与大振幅的非仿射位移被组织成紧凑的集群。随着应变振幅的增加，非仿射位移的空间相关性变得越来越长的范围，虽然他们仍然存在，即使在一个静态的系统，由于热波动。
2016-07-28 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
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
Unveiling the structural arrangements responsible for the atomic dynamics in metallic glasses during physical aging
理解和控制物理老化，即非平衡系统的自发时间演化，是材料科学中最重要的任务之一。最近的研究揭示了金属玻璃中存在复杂的原子运动，与宏观量中观察到的典型连续老化相比，具有不同的老化制度。通过结合动力学和结构同步加速器技术，我们第一次将先前确定的微观结构机制与特殊的原子运动直接联系起来，为它们的复杂性提供了更广泛的独特视角。我们表明，原子尺度是由两个过程之间的相互作用：重排释放残余应力相关的级联机制的松弛，和中程有序过程，这并不影响局部密度，可能是由于局部松弛的液体状区域。随着温度的升高，一个令人惊讶的额外的二次弛豫过程，连同更快的中程有序化，可能的结晶前体。
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses II: use of a log-normal barrier energy distribution and a mean field description of high temperature plasticity
描述大块金属玻璃塑性的热激活模型（Derlet和Maaeret，Phil. Mag.2013，DOI：10.1080/14786435.2013.826396），其使用势垒能量的分布，并且进一步开发了过冷液体物理学的一些方面。特别地，对数正态分布现在被用来描述势垒能的统计。均匀宏观塑性的高温平均场描述，然后开发和示出类似于采用单一的特征激活能和激活体积的热激活图片。在进行这种比较时，活化体积被解释为与材料内塑性剪切应变幅度的平均均方值成比例。此外，在玻璃化转变温度下的动力学脆性示出代表在该温度下可用的不可逆结构转变的有效数量。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of pressure-induced rejuvenation and strain-hardening in metallic glasses
我们从理论上研究了高压对金属玻璃原子动力学的影响。该理论预测了压缩引起的再生和最近在金属玻璃中观察到的应变硬化。压力下的结构松弛主要由局部笼动力学控制。外加压力限制了原子的动力学约束，降低了原子的迁移率。此外，压缩诱导再生的亚稳态（局部最小值）在自由能景观中的较高能量。因此，压缩的金属玻璃可以再生，并且相应的弛豫是可逆的。这种行为导致机械变形实验中的应变硬化。理论预测与实验吻合得很好。
2020-10-24 cond-mat.dis-nn 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
Derivation of the Johnson-Samwer $T^{(2/3)}$ Temperature Dependence of the Yield Strain in Metallic Glasses
金属玻璃易于通过剪切带不稳定性而机械失效。约翰逊和萨姆韦尔在一篇出色的论文中证明，这种失效具有高度的普遍性，因为大量金属玻璃似乎具有屈服应变，该屈服应变随温度降低，遵循$-T^{2/3}$定律，直至对数修正。在这封信中，我们提供了这个定律的理论推导。对典型的非晶态固体的模拟数据进行了验证，结果表明，该公式与模拟数据吻合得很好.
2012-10-30 cond-mat.soft
Stress-strain relations in bulk metallic glasses and colloidal dispersions
比较了大块金属玻璃形成体和胶体分散体的非线性流变响应。利用推广到均匀不可压缩流动的模式耦合理论的示意性模型，定量分析了恒定变形率接通后测得的应力-应变曲线。金属和分散体流变学之间的映射是可能的，当应力由熵尺度，累积应变的几何因素，和速率的固有弛豫时间重新调整。利用这种相似性和直接观察单个胶体颗粒的可能性，我们使用共聚焦显微镜研究胶体系统中的结构畸变。的扭曲表现出（从弹性理论）预期的四极，但也有很强的各向同性组件。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Factors correlating to enhanced surface diffusion in metallic glasses
在金属玻璃（MG）中，表面扩散（DS）相对于本体（DV）的增强是有据可查的，并且可能强烈影响通过气相沉积生长的玻璃的性质。在这里，我们使用经典的分子动力学模拟，以确定不同的因素影响的增强表面扩散的MG。MG具有简单的原子结构，并且属于中等脆性玻璃的类别，其随着接近玻璃化转变温度（Tg）的冷却而经历体动力学的显著减慢。我们观察到，DS表现出更温和的放缓相比DV接近Tg时，DS/DV在Tg的变化由两个数量级之间的MG调查。我们表明，无论是表面能和表面原子的缺失键的分数显示良好的相关性DS/DV，这意味着在表面的最近邻的损失直接转化为更高的流动性，不同的网络和氢键键合的有机玻璃的行为。脆性，接近Tg的体积动力学的减速的量度，也与DS/DV相关，更脆弱的系统具有更大的表面增强的流动性。观察到的偏差的脆弱性和DS DV的关系示出相关的隔离或耗尽的移动元素在表面上的程度。最后，我们探讨了扩散指前因子（D 0）和活化能（Q）之间的关系，并与之前为大块玻璃建立的ln（D 0）-Q相关性进行比较，证明了与实验中MD相似的相关性，并且表面和大块玻璃具有非常相似的ln（D 0）-Q相关性。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses: thermal activation, extreme value statistics and kinetic freezing
在远低于其玻璃化转变的温度下，块体金属玻璃的变形性质的特征在于从弹性到塑性的急剧转变、可再现的屈服应力以及该应力随温度升高而近似线性地减小。在目前的工作中，它表明，当过冷液体制度的众所周知的属性，在潜在的势能景观方面，被假定为在低温下也是有效的，一个简单的热激活模型是能够再现所观察到的宏观产量的发病。在这些温度下，复杂的势能景观的热可及性急剧降低，极端值的统计和动力学冻结现象变得重要，影响介导弹性到塑性转变的不可逆结构转变的空间异质性。随着温度的升高和接近玻璃化转变温度，该理论能够顺利过渡到高温变形制度，其中塑性是已知的热激活粘塑性模型很好地描述。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The glass transition diagram in model metallic glasses
本文报道了室温下应变速率（相当于实验观察时间）诱导SrCaYbMg（Li）Zn（Cu）非晶合金的玻璃转变。一个临界应变速率，相当于玻璃化转变温度，发现应变速率诱导的玻璃态到类液体粘塑性状态的翻译。结果表明，等效于温度和应力的观测时间是影响玻璃化转变的关键参数。为了更好地理解金属玻璃的本质，建立了一个包含时间、温度和应力的三维玻璃转变相图。
2013-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
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
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
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
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
Microscopic origin of nonlinear non-affine deformation and stress overshoot in bulk metallic glasses
基于非仿射响应形式的非晶态固体弹性力学的原子理论，通过与不可逆多体动力学的耦合，被推广到非线性应力-应变体系。后者是在紧凑的分析形式使用的多体Smoluchowski方程的定性方法。得到的非线性应力-应变（本构）关系非常简单，拟合参数很少，但包含了所有的微观物理。该理论是成功地测试对金属玻璃的实验数据，它是能够重现的无处不在的功能时，不同的温度和剪切速率的应力应变过冲。一个明确的原子级的解释提供了应力过冲，在玻璃笼的非仿射变形和应力积累由于粘性耗散引起的弹性不稳定性之间的竞争。
2014-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Can the packing efficiency of binary hard spheres explain the glass-forming ability of bulk metallic glasses?
我们进行分子动力学模拟压缩二元硬球堵塞包装作为压缩率$R$，尺寸比$α$，和小颗粒的数量分数$x_S$的函数，以确定之间的连接的玻璃形成能力（GFA）和包装效率在大块金属玻璃（BMG）。我们通过测量临界压缩率$R_c$来定义GFA，低于该压缩率，堵塞的硬球填充开始形成具有缺陷的“随机晶体”结构。我们发现，与$α\gtrsim 0.8$的系统不去混合，$R_c$强烈减少与$Δϕ_J$，作为$R_c \sim \exp(-1/Δϕ_J^2)$，其中$Δϕ_J$是在$R_c$的无定形包装和随机晶体结构的平均包装分数之间的差异。含有$α\lesssim 0.8$的体系部分解混，这促进了结晶，但我们仍然发现$R_c$和$Δϕ_J$之间有很强的相关性。我们发现，已知的金属-金属BMG发生在该地区的$α$和$x_S$参数空间的最低值的$R_c$二元硬球。我们的研究结果强调，最大限度地提高GFA在二元系统中涉及两个竞争的影响：最小化$α$，以提高包装效率，而最大化$α$，以防止分层。
2014-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
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
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
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
Machine Learning-Integrated Modeling of Thermal Properties and Relaxation Dynamics in Metallic Glasses
本文融合机器学习与ECNLE理论，基于元素组成分布特征高精度预测金属玻璃的T_m和T_g，并揭示其成分依赖与结构弛豫动力学。
2025-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bulk Metallic Glasses Deform via Slip Avalanches
非弹性变形的金属玻璃发生通过滑动事件与雪崩动力学类似的地震。对于第一次在这些材料中，测量已经获得了足够高的时间分辨率，以提取指数和比例函数，描述的性质，统计和动态的滑移根据一个简单的平均场模型。这些滑移源于剪切带中的局部变形。平均场模型将滑移过程描述为剪切转变区（STZ）中原子重排的雪崩。小滑移显示预测的幂律缩放，并对应于有限的传播的剪切前，而大滑移与均匀剪切无约束剪切带。之间的协议的模型和数据跨多个独立的措施的滑移统计和动力学提供了令人信服的证据STZ的滑动雪崩的基本机制，在金属玻璃中的非均匀变形。
2013-12-21 cond-mat.soft physics.geo-ph
Nucleation Kinetics in Al-Sm Metallic Glasses
采用分子动力学模拟方法研究了低Sm含量（xSm）的Al-Sm非晶合金的等温形核动力学，计算了时间-温度-转变曲线。发现Al微晶形核的平均延迟时间随xSm呈指数增加，而避免结晶所需的估计临界冷却速率随xSm呈指数下降。Sm溶质被发现抑制Al成核通过增加的附件势垒，因此通过减少附件频率。分析表明，Al原子与晶核的结合与Al原子在非晶基体中的扩散具有相同的特征，它们都是通过一组Al原子的集体运动非均匀地发生的。
2017-11-17 cond-mat.soft physics.comp-ph
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
Brittle-Ductile Transitions in a Metallic Glass
最近的计算和实验室实验表明，在金属玻璃，如Vitreloy 1的脆韧性转变是非常敏感的初始有效的无序（或“虚构”）的温度。具有较低有效温度的玻璃是脆弱和易碎的;具有较高有效温度的玻璃是坚固和可延展的。分析这种现象，这里提出的检查在一个稍微圆的缺口的尖端断裂的发病预测的剪切转变区（STZ）理论的空间变化的塑性形变。该分析的中心成分是由缺口尖端处的应力集中形成的塑性区的动力学的近似。该区域首先屏蔽尖端，然后突然破裂，在脆性和韧性破坏之间产生不连续的过渡，与数值和实验观察结果一致。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Linking the pressure dependence of the structure and thermal stability to α- and \b{eta}-relaxations in metallic glasses
European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech（加泰罗尼亚理工大学）；Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)（德国航空航天中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究高压条件下金属玻璃中α-和η-弛豫机制的转变，揭示压力对结构和热稳定性的影响。
2026-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Compressed correlation functions and fast aging dynamics in metallic glasses
我们提出的X射线光子相关光谱测量的原子动力学在Zr 67 Ni 33金属玻璃，远低于其玻璃化转变温度。我们发现密度涨落的衰减可以用压缩的、比指数快的关联函数来描述，这种关联函数可以用著名的Kohlrausch-Williams-Watts函数来模拟，其形状指数β大于1。这个参数还被发现是独立的等待时间和波矢量，导致的可能性，重新调整所有的关联函数到一个单一的主曲线。在玻璃态的动力学的特征还在于不同的老化制度，坚持在深玻璃态。这些功能似乎是普遍的金属玻璃，并建议一个非扩散性质的动态。这种普遍性是支持的可能性，描述的结构弛豫时间与等待时间的快速增加，使用一个独特的模型函数，独立的系统的微观细节。
2013-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Increased stability of CuZrAl metallic glasses prepared by physical vapor deposition
我们进行了分子动力学模拟（MD）使用现实的经验势的气相沉积（VD）的CuZrAl玻璃。VD玻璃具有更高的密度和更低的潜在的和固有的结构能量比熔融淬火玻璃相同的合金。沉积工艺的最佳衬底温度为0.625 $\times T_\mathrm{g}$。在VD金属玻璃中，类二十面体团簇的总数比熔体淬火的多。令人惊讶的是，VD玻璃具有比熔融淬火玻璃更低的化学混合程度。其原因是，熔融淬火的MG可以被视为冷冻液体，这意味着它们的化学顺序与液态相同。相比之下，在VD MG的形成过程中，与熔融淬火MG相比，不存在液态导致产生具有更多Zr-Zr均配键的不同化学顺序。为了从熔体淬火技术中获得具有与VD工艺中类似的低能量的MG，淬火期间的冷却速率必须比目前MD模拟可获得的低许多个数量级。本文提出的方法是一种更有效的方法来创建MG使用MD模拟。
2017-09-14 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Disentangling interatomic repulsion and anharmonicity in the viscosity and fragility of glasses
在玻璃化转变的推挤模型中，弛豫时间和粘度与局部笼刚度有关。这种方法可以扩展到原子水平的原子间相互作用，或潜在的平均力。我们将这种方法应用于真实的金属玻璃形成者和模型Lennard-Jones玻璃。该分析的主要结果是，在金属玻璃中，热膨胀贡献主要与组成无关，并且与原子间排斥无关：因此，脆性随着原子间排斥陡度的增加而增加。在Lennard-Jones玻璃中，情况正好相反：热膨胀和原子间的排斥作用是强相关的，并且随着排斥陡度的增加，脆性降低。这个框架允许人们区分“软原子制造坚固玻璃”的系统和“软原子制造脆弱玻璃”的系统。因此，它开辟了一条道路，为理性的，原子式的调整的脆弱性和粘度的广泛不同的玻璃形成材料的所有方式从强大到脆弱。
2017-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
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
A Multiscale Approach to Structural Relaxation and Diffusion in Metallic Glasses
本文提出一种结合分子动力学模拟与ECNLE理论的多尺度方法，研究多种金属玻璃的玻璃转变、结构弛豫时间及扩散行为，并阐明玻璃转变与液相线温度的关系。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Unifying interatomic potential, g(r), elasticity, viscosity, and fragility of metallic glasses: analytical model, simulations, and experiments
提出了一个分析框架来描述金属玻璃的弹性，粘性和脆性与它们的原子级结构和有效的原子间相互作用。自下而上的方法首先基于径向分布函数g（r）的玻尔兹曼反演和通过简单的幂律近似拟合$g(r)$的短程部分来形成有效的Ashcroft-Born-Mayer原子间势。幂指数$λ$表示全局排斥陡度参数。导出了原子连接性与堆积分数$Z \sim ϕ^{1+λ}$之间的标度关系。这种关系，然后实现在晶格动力学模型的高频剪切模量的有效相互作用的吸引力的非谐部分被考虑到通过热膨胀系数映射到一个$T$的依赖的$ϕ$-依赖。然后在玻璃化转变的协同剪切模型内使用以这种方式计算的作为温度的函数的剪切模量，以产生在整个Angell图上作为$T$的双指数函数的过冷熔体的粘度。该模型，它只有一个可调参数（高频笼变形的特征原子体积）进行测试，对新的实验数据的ZrCu合金，并提供了一个很好的单参数描述的粘度下降到玻璃化转变温度。
2016-08-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Atomic theory of viscoelastic response and memory effects in metallic glasses
从第一性原理出发，以Zwanzig-Caldeira-Leggett系统-浴哈密顿量为出发点，在非仿射线性力学变形响应的框架内，导出了金属玻璃粘弹性响应的原子尺度理论。这种方法提供了一个广义朗之万方程（GLE）作为平均运动方程的原子或离子在材料中，从非马尔可夫非仿射粘弹性模量提取。这些可以使用振动态密度（DOS）作为输入进行评估，其中玻色子峰在力学中起着重要作用。为了与二元ZrCu合金的实验数据进行比较，从该系统的模拟中获得了数值DOS，其中还考虑了电子自由度，通过嵌入原子方法（EAM）的原子间势。结果表明，粘弹性$α$松弛，包括$α$翼的损耗模量的不对称性，可以很好地描述的理论，如果记忆内核（非马尔可夫摩擦）在GLE是一个拉伸指数衰减的时间函数。这一发现直接暗示了原子尺度动力学中的强记忆效应，并表明$α$ -弛豫时间与原子保留其先前碰撞历史记忆的特征时间尺度有关。这种记忆时间在玻璃化转变以下急剧增长。
2017-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Correlation between vibrational anomalies and emergent anharmonicity of local potential energy landscape in metallic glasses
玻色子峰（BP）是无序和晶体材料的拉曼和非弹性散射光谱中的普遍特征。目前的范式提出了玻色子峰作为弹道（声子）和扩散型激发之间的Ioffe-Regel交叉的结果，其中声子的相干性损失被描述为由于结构无序的纯谐波过程。BP的这种“和谐无序”范式从未在原子水平上受到挑战或测试。在这里，通过一组原子分辨的非晶金属合金的表征，我们发现了一个强大的玻色子峰的强度和激发的激活能之间的反比在势能景观（PEL）。较大的玻色子峰与较浅的盆地和较低的激活障碍，因此，与强烈的非谐部门的PEL。从原子模拟的数值证据表明，太赫兹原子振动的BP在原子玻璃中贡献最大的是强烈的非谐，证明了通过非常大的值的原子和模式分辨Grüneisen参数发现的原子振动构成的BP。这些结果提供了一个直接的桥梁之间的振动光谱和拓扑结构的PEL在固体中，并指向一个新的“巨大的非谐性”的范例，通用的无序材料和声子玻璃的问题，在新兴材料的能源应用。从这个意义上说，无序和非和谐是同一枚硬币的两面。
2022-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of correlations between low-frequency vibrational modes and particle rearrangements in quasi-two-dimensional colloidal glasses
我们研究了由热敏微凝胶颗粒组成的二维胶体玻璃中低频振动模式和重排之间的相关性，这些微凝胶颗粒容易允许样品填充分数的变化。在每个堆积分数处，测量颗粒位移协方差矩阵并用于提取“阴影”胶体玻璃的振动光谱（即，具有与样品胶体相同的几何形状和相互作用但没有阻尼的颗粒网络）。重排是由连续的，小的减少填充分数。实验结果表明，胶体玻璃中的低频准局域声子模，对系统重排呈现低能量势垒的模式在空间上与该热系统中的重排相关。
2011-09-20 cond-mat.soft
Deformations, relaxation and broken symmetries in liquids, solids and glasses: a unified topological field theory
我们结合流体动力学和场论的方法，开发一个通用的理论的声子作为Goldstone玻色子在晶体，玻璃和液体的基础上非仿射位移和随之而来的Goldstone相位松弛。我们将特定的高级形式电流的守恒或缺乏与底层变形场的性质-非亲和力-联系起来，这决定了分子在施加的应力或变形下如何移动。特别是，变形场的单值性与计算拓扑缺陷数量的更高形式电荷的守恒有关。我们的形式主义预测，从第一原理，存在的传播剪切波以上的临界波矢量在液体中，从而给出了第一个正式推导的现象的基本对称性。同一幅图也为纵向声的相应“正声色散”现象提供了理论解释。重要的是，根据我们的理论，液体或玻璃的主要集体弛豫时间尺度（对于后者称为$α$弛豫）由相位弛豫时间给出，其不一定与麦克斯韦时间相关。最后，我们建立了一个非平衡有效的行动，使用在Schwinger-Keldysh轮廓上定义的形式主义，进一步支持新兴的图片。总之，我们的工作表明，固体，流体和玻璃之间的根本区别，必须确定与相关的广义更高的全球对称性和它们的拓扑结构，和Burgers矢量的位移场作为一个合适的拓扑序参量区分固体（有序）相和非晶相（流体，玻璃）。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Denser glasses relax faster: a competition between rejuvenation and aging during in-situ high pressure compression at the atomic scale
金属玻璃的一个迷人的特征是它们能够在机械变形下探索不同的构型。这种效应通常通过宏观观测量来观察，而在原子水平上对形变的后果知之甚少。利用新一代的同步加速器，我们探测了金属玻璃在流体静力学压缩下，从微扰开始到流体静力学压缩状态的原子运动和结构。虽然该结构表明在压缩下可逆的致密化，动态显着加速，并表现出两个制度的滞后。在低压下，原子运动是异质的，具有雪崩样重排，表明再生，而在进一步压缩下，老化导致由玻璃固有的内应力触发的超扩散动力学。这些结果突出了非遍历系统中原子运动的复杂性，并支持最近开发的理论来描述令人惊讶的复兴和应变硬化的金属玻璃压缩。
2023-01-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Theory of Shear Modulus in Glasses
在Kubo的理论方案中，我们建立了一个从边界壁剪切变形作用于薄膜几何形状的线性响应理论。我们的方法适用于任何固体和流体。对于眼镜，我们假设在固定的固有状态附近的准平衡。然后，我们得到的任何变量，包括应力和颗粒位移的线性响应表达式，即使玻璃内部是弹性不均匀的。特别地，剪切模量可以用内部应力和来自壁的力之间的相关性来表示。它也可以用粒子间的相关性来表示，正如以前的文献所示。我们的应力松弛函数包括边界壁的影响，并可用于非均匀流动响应。我们表明存在的长期的，长期的相关性之间的波动的力量从墙壁和位移的所有粒子在细胞。我们证实了这些理论结果在一个二维模型玻璃数值。作为应用，我们使用这些时间关联函数描述了边界壁运动后横向声音的传播。我们还发现，当振荡剪切的频率接近第一横向声音模式的频率时，共振声音放大。
2018-12-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Low-frequency vibrations of soft colloidal glasses
我们进行实验的胶体热敏性水凝胶颗粒，其包装分数可以通过改变温度以上的干扰过渡调整的二维包装。通过测量粒子之间的位移相关性，我们提取相应的“影子”系统的振动特性具有相同的配置和相互作用，但其中的粒子的动力学是无阻尼的。振动光谱和模式的性质与零温度理想化球模型预测的和在原子和分子玻璃中发现的非常相似;当系统被压缩到干扰跃迁以上时，在低频处有一个玻色子峰，该峰会向高频移动。
2010-03-16 cond-mat.soft
Numerical determination of shear stress relaxation modulus of polymer glasses
专注于模拟聚合物玻璃远低于玻璃化转变，我们确认的有效性和效率最近提出的简单平均表达式$G(t) = μ_A - h(t)$的计算确定的剪切应力松弛模量$G(t)$。这里，$μ_A = G(0)$表征了系统在$t=0$处的仿射剪切变换，$h(t)$表征了瞬时剪切应力的均方位移作为时间的函数$t$。这种关系被认为是特别有用的淬火或呆滞的瞬态剪切应力，必然出现低于玻璃化转变的系统。在此极限下，使用剪切应力自关联函数$c(t)$的普遍接受的关系式$G(t)=c(t)$变得不正确。
2022-01-31 cond-mat.soft
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
