Microrheology measurements with a hanging-fiber AFM probe
介绍了一种在微尺度下测量液体粘度的方法。它使用固定在极低噪声原子力显微镜(AFM)悬臂尖端的薄玻璃纤维,可精确测量悬臂{偏转}。当纤维浸入液体中时,纤维-纤维系统的耗散增加。这种耗散,链接到液体粘度,是从悬臂{偏转}的热波动的功率谱密度计算。原子力显微镜的高灵敏度使我们能够证明存在并建立光纤动力学和悬臂梁动力学之间的耦合模型。该模型与实验数据拟合较好。讨论了该方法的优点和缺点
2013-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
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
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
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
On the formation of metallic glass
本文通过解析冷却过程、分析结晶时间并提出改进的约化玻璃转变温度判据,从热力学角度揭示金属玻璃形成机制,为开发新型稳健金属玻璃提供理论指导。
2023-09-16 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Thermodynamics, kinetics and fragility of bulk metallic glass forming liquids
本文综述了大块金属玻璃形成液体的动力学和热力学脆性。介绍了测定过冷金属液体动力学脆性、弛豫行为和热力学函数的实验方法。现有的数据进行了评估和讨论,使用Vogel-Fulcher-Tammann方程和亚当-吉布斯的框架,以及科恩-特恩布尔自由体积的方法。与纯金属和大多数非玻璃形成合金相比,大块玻璃形成剂是中等强度的液体。通常,脆性参数$D^{*} $随着合金的复杂性而增加,合金族之间存在差异,例如,贵金属基合金比Zr基合金更脆。至少一些块状金属玻璃形成液体,例如Vitreloy 1,经历从高温下的脆性状态到低温下的强状态的转变,表明在Zr基合金中这种行为是常见现象。
2014-05-09 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
X-Ray Photon Correlation Spectroscopy Reveals Intermittent Aging Dynamics in a Metallic Glass
我们使用相干X射线直接在原子水平上探测金属玻璃的老化动力学。相反,通常在宏观研究中观察到的动力学的一个稳定的放缓的共同假设,我们表明,在这种金属玻璃老化的结构弛豫过程是间歇性的,在原子尺度上的高度异质性。此外,物理老化是由内部应力松弛驱动的合作原子重排引发的。这种行为的丰富多样性反映了复杂的能量景观,产生了一种独特的玻璃态动力学。
2015-09-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Impact of high pressure on reversible structural relaxation of metallic glass
从理论上研究了金属玻璃在压力下的可逆结构弛豫时间和扩散常数随温度的变化关系。压缩不仅改变了玻璃态动力学,而且还产生了一个亚稳态以及一个更高的能量状态,系统可以恢复活力。在这个两态系统中,向前和向后跃迁的弛豫时间几乎相同,并且比不考虑势垒再交叉的弛豫时间快得多。在常压下,我们的计算结果与实验结果吻合得很好。压力的增加对在不考虑亚稳态的影响的情况下计算的弛豫时间和扩散常数具有较小的影响,但是其导致在考虑亚稳态的情况下计算的可逆弛豫时间的大的减少。外部压缩的存在下,也被证明可以触发一个脆弱的金属玻璃的强交叉。
2021-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Confinement effects on the spatially inhomogeneous dynamics in metallic glass films
我们发展了Elementary集体非线性Langevin方程理论,首次研究了加盖金属玻璃薄膜的玻璃动力学。计算了在不同温度和玻璃化标准下,晶体尺寸对结构弛豫时间和玻璃化转变温度(Tg)空间梯度的影响。分子动力学在粗糙固体表面附近显著减慢,而远离界面的位置处的动力学加快。在厚膜中,由于两个表面之间的干涉效应很弱,因此由体值归一化的迁移率梯度很好地服从双指数形式。薄膜厚度的减小导致了两个表面之间的强动力学耦合,并减小了弛豫梯度。玻璃化转变温度的归一化梯度与玻璃化时间尺度无关,并且可以用叠加函数拟合,因为薄膜不是超薄的。局部脆弱性被发现保持不变的位置。这一发现表明,可以使用Angell图的体弛豫时间和玻璃化温度的空间梯度来表征金属玻璃膜中的玻璃态动力学。我们的计算结果与实验数据和模拟吻合得很好。
2022-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other 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
Soft mode parameter as an indicator for the activation energy spectra in metallic glass
势能面(PEL)的激活能(E_A)谱为解释非晶材料中的复杂现象提供了一个方便的视角,然而,E_A谱与金属玻璃中其它物理性质之间的联系仍然是个谜。通过对大量具有不同局部几何有序度的金属玻璃样品(对应于较宽的加工历史)的EA谱的系统探测,发现样品的剪切模量与EA谱的算术平均值而不是局部几何有序度有很强的相关性。此外,我们还研究了所获得的E_A谱与各种公认的物理参数之间的相关性。我们的研究结果清楚地表明,软模参数λ和E_A谱是相关的,因此,它可以作为金属玻璃性质的一个很好的指标,并通过PEL介质对金属玻璃的结构-性质关系提供了重要的启示。
2020-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the interplay of liquid-like and stress-driven dynamics in a metallic glass former observed by temperature scanning XPCS
本研究利用温度扫描XPCS技术探测Pt基金属玻璃形成体跨越六个数量级时间尺度的动力学,揭示了玻璃态中结构α弛豫被类弹道原子运动掩盖的现象,将其解释为类液体与应力驱动运动的叠加,为金属玻璃密度相关函数的反常衰减提供了新见解。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatially Heterogeneous Dynamics in a Metallic Glass Forming Liquid Imaged by Electron Correlation Microscopy
过冷液体在其原子排列的波动动力学中表现出空间不均匀性。非均相动力学的长度和时间尺度是玻璃化转变的核心,并影响晶体从液体成核和生长。我们报告的直接实验可视化的空间非均匀动力学作为一个函数的温度在过冷液体状态的Pt基金属玻璃,使用电子相关显微镜与亚纳米分辨率。实验的四点时空强度关联函数表明,当液体冷却到玻璃化转变温度时,动态相关长度$ξ$不断增长。$ξ$作为弛豫时间的函数$τ$数据与玻璃化转变的Adam-Gibbs、非均匀模耦合理论和随机一级转变理论符合得很好。同样的实验表明,存在一个纳米厚度的表面层附近的数量级较短的弛豫时间比内部的散装。
2018-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Impact of Spatial Dimension on Structural Ordering in Metallic Glass
金属玻璃作为块体材料的应用已经引起了人们的广泛关注。然而,新的物理和应用往往出现的降维从三维(3D)到二维(2D)。在这里,我们通过分子动力学模拟研究了二元Cu 50 Zr 50 MG的液体到玻璃转变如何受到空间维度的影响。我们发现明确的证据表明,晶体状的结构有序控制动态异质性和缓慢的动力学,从而发挥了至关重要的作用,在形成的2DMG。虽然2DMG再现的动力学行为,其3D对应的Mermin-Wagner型波动特定于2D,这种原子尺度的结构机制是本质上不同的3DMG,其中二十面体簇不相容的晶体对称性发挥了关键作用,在玻璃态行为。我们的发现为2DMG的形成提供了一个新的结构机制,这是不能从3DMG的知识推断的。结果表明,在2DMG的玻璃化转变的结构基础,并提供了可能的解释,一些以前的实验观察在薄膜MG。
2017-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Approach to Hyperuniformity in a Metallic Glass-Forming Material Exhibiting a Fragile to Strong Glass Transition
本文通过分子动力学模拟研究金属玻璃形成材料 Al90Sm10 的脆强玻璃转变,量化超均匀性指数 H 并与德拜-沃勒参数比较,揭示其临界值与林德曼判据的类比关系,并将脆强玻璃形成和液-液相分离归因于协同组装过程。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci 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
Relaxation decoupling in metallic glassy state
在冷却时,玻璃形成液体经历与笼振动和从笼中逃逸相关的两步弛豫,以及随后的\b{eta} -和α-弛豫之间的解耦。所发现的退耦行为极大地改变了玻璃物理和材料研究的面貌。在这里,我们报告了一种新的动态解耦,松弛函数的变化逐渐从一个单一的步骤,两个步骤的形式,随着温度的下降,通过应力松弛的各种金属玻璃在一个广泛的时间和温度范围内低于玻璃化转变温度(Tg)。这样的两步弛豫在玻璃态是出乎意料的,并揭示了从两种不同的机制所产生的动态模式的解耦:一个更快的表现出弹道般的功能,和一个较慢的一个与较宽的弛豫时间分布典型的亚扩散原子运动。这是第一次观察到的两步动力学在金属玻璃态点远比预期的玻璃弛豫方案丰富。
2016-10-03 cond-mat.dis-nn 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
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
An Explanation of the Differences in Diffusivity of the Components of the Metallic Glass Pd43Cu27Ni10P20
Bartsch等[A. Bartsch,K. Raetzke,A. Meyer和F. Faupel,Phys. Rev. Lett. 104,195901(2010)]报道了多组分块状金属玻璃Pd 43 Cu 27 Ni 10 P20的不同组分的扩散率的测量。最大的Pd和最小的P的扩散被发现是完全不同的。当考虑P组分原子时,斯托克斯-爱因斯坦关系破裂,而Pd原子在Pd扩散率的变化超过14个数量级时,该关系服从。Pd和P行为的这种差异提出了一个难以解释的问题。借助于Yu等[H. B. Yu,K. Samwer,Y. Wu,和W. H. Wang,Phys. Rev. Lett. 109,095508(2012)],我们使用耦合模型(CM)来定量解释P和Pd之间观察到的差异。同样的模型也解释了β-弛豫性质与(CexLa 1-x)68 Al 10 Cu 20 Co 2族中发现的脆性之间的相关性。
2013-02-11 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
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
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
First principles modeling of the structural, electronic, and vibrational properties of Ni$_{40}$Pd$_{40}$P$_{20}$ bulk metallic glass
采用${\it ab\,initio}$分子动力学模拟和总能量优化方法研究了Ni-$_{40}$-P-$_{40}$-P-$_{20}$大块金属玻璃的结构、振动和电子性质.对所得${\it ab\,initio}$模型的结构分析表明,存在很少或没有P-P键和两个主要结构单元,由三帽三角棱柱(TTP)和帽正方形反棱柱(CSAP)组成,P作为这些单元的中心。计算的Pd和Ni的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)的K边谱与实验数据符合得很好。构型平均静态结构因子和广义振动态密度也与实验数据符合得很好。
2018-10-12 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
Activation energy spectrum for relaxation and polyamorphism in an ultra-viscous metallic glass former
许多玻璃形成体在两种不同的液态之间表现出相变。对于某些金属玻璃形成体,在熔点和玻璃化转变温度Tg之间的中间温度下,在过冷液体中实验发现液-液转变。我们在这里报告的液体-液体过渡的超粘性金属玻璃形成,在长时间退火期间访问。该研究是在液-液转变温度略低于Tg的Au49Cu26.9Si16.3Ag5.5Pd2.3组合物上进行的。其结果是,高温动力学脆性液体在常规加工过程中冻结到玻璃中,因此在低于Tg的退火过程中,系统获得了潜在的液-液转变。在再加热时,通过量热法观察到逆转变。这一结论得到了广泛收集的补充实验室和同步加速器为基础的技术,如差示和快速扫描量热法,和X射线光子相关光谱。我们的研究结果支持了安吉尔提出的大图景,即具有不同脆性的液体占据了潜在的有序-无序转变的不同侧面。此外,我们的多尺度分析揭示了存在的多重衰减的焓恢复,这是反映在观察到的微观有序和老化机制的玻璃通过不同的固定制度互连的突然的动态老化制度。
2017-06-08 cond-mat.soft
Atomic-scale relaxation dynamics and aging in a metallic glass probed by X-ray photon correlation spectroscopy
我们用X射线光子相关谱研究了金属玻璃在原子长度尺度上的结构弛豫过程。我们报告的动态之间的交叉过冷液体相和亚稳玻璃态的证据,表明不同的起源整个过渡的松弛过程。此外,使用不同的冷却速率,我们观察到一个复杂的层次结构的动态过程,其特征在于不同的老化制度。与软玻璃质材料(如凝胶和浓缩胶体悬浮液)的老化动力学的强类比指出应力松弛是驱动失衡系统松弛动力学的通用机制。
2012-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Cooling rate dependence of simulated ${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$ metallic glass structure
采用嵌入原子模型势的分子动力学模拟方法,研究了${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$合金在较宽的冷却速率$γ\in(1.5\cdot 10^{9},10^{13})$ K/s范围内冷却过程中的结构演化。通过对短程有序和中程有序的研究,我们发现${\rm Cu_{64.5}Zr_{35.5}}$金属玻璃的结构主要取决于冷却速率。特别地,冷却速率的降低导致二十面体状团簇和Frank-Kasper Z16多面体的丰度增加。在$γ_{\rm min}=1.5\cdot 10^{9}$ K/s下,玻璃态的这些团簇的量急剧增加。通过对$γ_{\rm min}$玻璃的结构分析,发现在玻璃中形成了具有${\rm Cu_2Mg}$ Laves相结构的${\rm Cu_2Zr}$金属间化合物纳米晶粒。该化合物的结构与${\rm Cu_5Zr}$金属间化合物的结构是类质同象的。这两种晶格都由两种类型的团簇组成:Cu中心的13原子类二十面体团簇和Zr中心的17原子Frank-Kasper多面体Z16。这表明金属玻璃和金属间化合物具有相同的结构基序,并解释了在$γ_{\rm min}$上观察到的这些簇的丰度急剧增加。
2016-04-24 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
Griffiths-like region explains the dynamic anomaly in metallic glass-forming liquids
Beijing Normal University(北京师范大学)
研究通过数值模拟揭示金属玻璃形成液体中动态异常的热力学机制,提出Griffiths-like区域解释其异常现象。
2026-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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