硅酸盐玻璃的断裂：微空腔与原子尺度性质间的关联
无序系统与神经网络
2023-02-15 v1 材料科学
统计力学
摘要
我们利用大规模模拟研究二氧化硅和硅酸钠玻璃在单轴拉伸下的动态断裂。应力-应变曲线表明二氧化硅玻璃是脆性的，而富 Na 玻璃表现出明显的延性。裂纹速度也呈现出强烈的成分依赖性：低 Na 浓度玻璃约为 1800 m/s，高浓度时降至 700 m/s。我们发现，在富 Na 玻璃断裂过程中，裂纹前沿前方形成了尺寸达 3-4 nm 的极不规则空腔，表明这些玻璃中存在纳米延性。在断裂发生前，局域成分、结构和力学性质在空间上呈异质性，并强烈依赖于施加的应变。进一步分析这些局域性质之间的关联，有助于更好地理解玻璃的变形与断裂微观机制，以及裂纹尖端附近高达数百度的局域升温如何使结构得以弛豫。
引用
@article{arxiv.2205.02461,
title = {Fracture of silicate glasses: Micro-cavities and correlations between atomic-level properties},
author = {Zhen Zhang and Simona Ispas and Walter Kob},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02461},
year = {2023}
}