无序胶体微柱中强度和弹性常数的鲁棒标度及普适协同性

我们研究了由 3 和 6 微米聚苯乙烯颗粒的双分散混合物组成的无序胶体独立式微柱的单轴压缩行为。受限微柱的机械退火使得堆积分数能够在胶体玻璃的相空间中变化。尽管受剪切带支配的塑性形态相似，但退火后的独立式微柱的测量归一化强度和弹性模量跨越了几乎三个数量级。我们测量到极限强度与弹性常数之间存在鲁棒的相关性，且该相关性不随相对湿度变化，这意味着临界应变约为 $\sim$0.01，这与在金属玻璃 (MGs) 中观察到的结果惊人地相似 [W.L. Johnson, K. Samwer, Phys. Rev. Lett. 95, 195501, 2005]，并暗示了一种普适的协同塑性变形模式。我们通过考虑在弹性基质中产生类 Eshelby 椭球夹杂物所需的能量，估算了底层协同塑性事件的特征应变。我们发现该特征应变与其他具有不同键合和颗粒尺寸的无序固体的实验和模拟中发现的应变相似，这表明对于具有有限塑性流动能力的玻璃态材料，其弹性到塑性转变存在一个普适判据。