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金属玻璃的室温弛豫机制

时间:2023-02-11 03:23 点击次数:105

  当作一种处于非平衡态的新型非晶原料,金属玻璃会经历构造弛豫向能量更低的均衡态演化,严浸浸染着金属玻璃的从容性及其工程应用。可是,金属玻璃在室温下的弛豫机制仍不了解。一方面,金属玻璃的弛豫行径异常混杂;另一方面,金属玻璃在室温下的弛豫极度缓慢,传统的践诺方法或仿照方法很难有效的勘探或表征。

  近期,中原科学院物理计划所/北京凝固态物理国家计划大旨绝顶条款物理浸点施行室EX4组博士后孙奕韬、赵睿在汪卫华院士、柳延辉、白海洋商榷员,华夏群众大学李茂枝教训的联合指导下,对几种楷模金属玻璃形式举行长光阴准绳的分子动力学师法,并欺诳循环应变加载本领加速金属玻璃的弛豫,察看到了金属玻璃的室温弛豫并举行了体制的表征。计划发现,在玻璃转折温度以下,几种表率金属玻璃形式的弛豫动力学均涌现出以Kohlrausch–Williams–Watts (KWW) 函数为特征的填充指数衰减,况且特性填充指数均为β≈3/7,而金属玻璃在过冷液相中的弛豫举动则表现为β≈3/5的KWW衰减模式(如图1所示)。这些最后表白金属玻璃在室温下的弛豫具有普适性。进一步,经由应力弛豫履行察觉,分辨身分的金属玻璃在玻璃更正温度以下的较大温度范围内都出现β≈3/7为特征的应力衰减,为金属玻璃室温弛豫的普适性提供了履行剖明(如图2所示)。通过对金属玻璃系统内的空穴进行表征,发现空穴总体积随着老化经过的演化也展现出β≈3/7为特性的KWW动力学模式(如图3所示)。金属玻璃在老化进程中的组织演化,能够觉得是体积较大的空穴逐渐消除的经过。

  这些结束构筑了无序体制从高温简易液体到室温玻璃态的完满弛豫动力学图像:随着温度低浸,无序体例的弛豫机制从β=1简洁指数弛豫(简明液体)垂垂演化到β~3/5扩充指数弛豫(过冷液体);温度进一步降落,演化为以β=3/7为特征的玻璃态弛豫机制。这种具有分明特点的玻璃弛豫机制为进一步理解玻璃和玻璃蜕变的性格供给了新的解说。

  图1.循环应变加载下的金属玻璃弛豫动力学。其动力学特点与过冷液体保存明晰辞别。

  图2.金属玻璃在应力弛豫下的动力学特色。划分成分的关金体系都闪现出肖似的低温动力学特色。

  图3.金属玻璃老化历程中的组织演化。格式能量低浸的过程中奉陪着空穴(加倍是尺寸较大的空穴)的毁灭。

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