非晶固体的塑性由位移场中的拓扑缺陷介导
软凝聚态物质
2021-07-07 v3 材料科学
统计力学
高能物理 - 理论
摘要
尽管近年来研究活动巨大，非晶固体在外部施加的应力或变形下发生塑性屈服的微观机制仍然难以捉摸。大多数方法试图在未变形玻璃中识别可能引发塑性失稳的原子尺度结构“缺陷”或时空关联。相反，这里我们表明，与塑性失稳相关的拓扑缺陷可以在非仿射位移场中识别，而非在玻璃的静态结构中。这些类位错拓扑缺陷（DTD）可以根据在微观非仿射位移场上构造的伯格斯回路（以及由此产生的伯格斯矢量）进行定量表征。我们证明：(i) DTD 是玻璃中由于违反柯西-博恩规则（非仿射性）导致的变形不协调性的表现；(ii) 由此产生的平均伯格斯矢量在主要塑性事件处显示峰值，包括在屈服转变处一个显著的非局域峰值，这源于反平行 DTD 之间吸引相互作用导致的自组织成剪切带；(iii) 将施密特定律应用于 DTD 可预测单轴变形下 45 度的剪切带，正如实验和模拟中广泛观察到的那样。
引用
@article{arxiv.2101.05529,
title = {Plasticity in amorphous solids is mediated by topological defects in the displacement field},
author = {Matteo Baggioli and Ivan Kriuchevskyi and Timothy W. Sirk and Alessio Zaccone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.05529},
year = {2021}
}
备注
v2: matching the published version