纳米胶体软玻璃在循环剪切下的微观结构流变训练与记忆
软凝聚态物质
2025-03-04 v2 无序系统与神经网络
材料科学
摘要
无序和非平衡材料（如玻璃）的一个内在特征是其性质依赖于历史。流变记忆是一个重要实例，即无序固体根据其力学历史获得特定性质。在此，我们利用原位流变仪结合的 X 射线光子关联光谱（XPCS）技术，表征了纳米胶体软玻璃因循环剪切而产生的记忆形成过程。在一个循环中，粒子经历不可逆位移，该位移由剪切诱导扩散和应变场组合而成。这些位移的幅值随每个循环逐渐减小，直至达到稳态，此时微观结构已被“训练”以实现增强的可逆性。这些位移类似于随机游走，其中每个循环的方向独立于前序循环。伴随着训练过程，每个循环中的耗散稳步下降至稳态值。通过在达到稳态后改变剪切幅值的测量，揭示了这种训练的记忆效应。粒子位移的幅值以及耗散和残余应力的变化随新应变幅值呈非单调变化，并在训练幅值附近出现极小值，从而揭示了记忆的微观和宏观特征。
引用
@article{arxiv.2312.17696,
title = {Microstructural and rheological training and memory of nanocolloidal soft glasses under cyclic shear},
author = {Yihao Chen and Simon A. Rogers and Suresh Narayanan and James L. Harden and Robert L. Leheny},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17696},
year = {2025}
}