非晶固体中粘塑性变形的动力学

我们提出了非晶固体中低温剪切变形的动力学理论。我们的分析基于二维双组分非晶体系的分子动力学模拟。这些数值模拟揭示了金属玻璃和其他粘塑性材料的典型行为，具体包括：在小外加应力下的可逆弹性变形，在较大应力下的不可逆塑性变形，超过该应力阈值会发生无界塑性流动，以及系统状态对过去变形历史的强烈依赖性。微观观察表明，要对这个变形体的宏观状态进行动力学完备的描述，除了应力和应变之外，还需要指定一个双态剪切转变区群体的某些平均特征。我们将这些新的状态变量引入该系统的本构方程，是对早期金属玻璃蠕变模型的扩展。在本文的处理中，我们专门讨论远低于玻璃化转变温度的情况，并假设不可逆运动由转变区体积的局域熵涨落所控制。在大多数方面，我们的理论与模拟中观察到的丰富多样的现象定量吻合良好。