浓密硬球在振荡剪切下的非晶态与有序态
软凝聚态物质
2016-01-13 v1
摘要
硬球胶体粒子是研究相行为、有序化以及非平衡玻璃转变的基本模型体系。实验已表明，单分散硬球玻璃的振荡剪切会产生两种不同的晶体取向：在高应变下紧密堆积方向平行于剪切的面心立方 (FCC) 晶体，以及在低应变下紧密堆积方向垂直于剪切的 FCC 晶体。本文利用硬球粒子的布朗动力学模拟，考察了高体积分数下振荡剪切诱导的晶体以及相同体积分数的玻璃对应物。我们发现，尽管玻璃在剪切下的位移是各向同性的，但平行于剪切取向的受剪切 FCC 晶体结构由于粒子速度-涡量层相互滑动的协同运动而呈现各向异性。这些滑动层通常导致更低的应力和更小的整体粒子位移。此外，在这两种晶体类型中，垂直晶体在较小应变下表现出更小的应力和位移，然而在较大应变下，平行晶体的滑动层在最小化应力和位移方面更高效，而垂直晶体变得不稳定。本工作的发现表明，胶体玻璃的剪切诱导有序化过程得益于大的笼外位移，它使体系能够探索能量景观，并通过将粒子配置成平行于剪切取向的晶体来找到能量、应力和位移的最小值。
引用
@article{arxiv.1601.02881,
title = {Amorphous and ordered states of concentrated hard spheres under oscillatory shear},
author = {Nick Koumakis and John F. Brady and George Petekidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.02881},
year = {2016}
}