电子束增强的α-石英固态机械非晶化：以局域过剩电子作为可移动阴离子降低变形势垒
材料科学
2022-12-27 v1
摘要
在静水压力下，α-石英发生固态机械非晶化，其中 SiO4 四面体的相互穿插发生，材料失去结晶性。这一相变需要 14 GPa 的高静水压力，因为 Si-O 键的离子性质所产生的排斥力阻止了原子构型的严重畸变。在此，我们通过实验与计算证明，电子束辐照改变了α-石英中原子间键的性质，并增强了纳米尺度的固态机械非晶化。具体而言，在原位单轴压缩过程中，于电子束辐照下压缩的α-石英微柱比无电子束辐照者产生更大的永久变形。微观结构分析表明，电子束辐照下的大永久变形源于α-石英增强的机械非晶化以及随后非晶化区域的粘塑性变形。此外，原子尺度模拟表明，电子束辐照引入的离域过剩电子移动到高度畸变的原子构型并缓解排斥力，从而降低固态机械非晶化的势垒。这些发现加深了我们对电子-物质相互作用的理解，并可推广至纳米和微米尺度的新玻璃成形与加工技术。
引用
@article{arxiv.2212.13098,
title = {E-beam-enhanced solid-state mechanical amorphization of alpha-quartz: Reducing deformation barrier via localized excess electrons as mobile anions},
author = {Sung-Gyu Kang and Wonseok Jeong and Hwangsun Kim and Jeongin Paeng and Seungwu Han and Heung Nam Han and In-Suk Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13098},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 6 figures