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玻璃的结构弛豫是否由平衡剪切黏度控制?

软凝聚态物质 2021-03-17 v2 材料科学

摘要

弛豫过程的知识在玻璃科学与技术中至关重要,因为弛豫与玻璃化、回火、退火及玻璃的若干应用本质相关。然而,针对不同玻璃的报道相互矛盾——本文予以总结——即玻璃的结构弛豫时间能否用 Maxwell 方程(关联弛豫时间与剪切黏度和剪切模量)计算。因此,本研究旨在验证这两个弛豫时间是否可比。通过测量在虚温度以下 5 至 25 K(虚温度初设低于玻璃转变温度 5 K)温度下折射率随时间的变化,研究了偏硅酸铅玻璃的结构弛豫动力学。平衡剪切黏度在玻璃转变范围上下测得,将现有认知拓展一个数量级。Kohlrausch 方程很好地描述了整个研究温度范围内的实验结构弛豫动力学,且 Kohlrausch 指数随温度增加,与其他玻璃研究一致。实验平均结构弛豫时间远长于由等结构黏度计算的值,正如预期。但其仍小于通过依赖平衡剪切黏度的 Maxwell 方程计算的平均弛豫时间一个数量级以内。因此,这些结果表明结构弛豫过程不受等结构黏度控制,且平衡剪切黏度仅为结构弛豫动力学提供了下界。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.10554,
  title  = {Is the Structural Relaxation of Glasses Controlled by Equilibrium Shear Viscosity?},
  author = {Ricardo F. Lancelotti and Daniel R. Cassar and Marcelo Nalin and Oscar Peitl and Edgar D. Zanotto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.10554},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 8 figures. Changed title. Minor updates to the text