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多组分金属玻璃中的剪切带失稳:成分与短程有序的相互作用

材料科学 2022-04-06 v1 其他凝聚态物理

摘要

准静态驱动块体金属玻璃中的剪切带失稳源于集体动力学,由剪切转变区及相关的非局域弹性相互作用所介导。现象上还已知,剪切带的尖锐结构特征通常与塑性屈服转变的锐度相关,这在由多种不同元素组成、原子半径差异很大的常见研究合金中占主导。然而,在相反极限下,即元素半径相对相近时,块体金属玻璃的塑性屈服高度依赖于成分与有序特征。特别地,一个已知的起作用机制涉及由基于二十面体的团簇主导的短程有序的形成。在此,我们报道了对具有不同化学成分的多组分金属玻璃的原子模拟,表明应变局域化程度很大程度上由成分驱动的二十面体有序与集体驱动的剪切转变区之间的相互作用控制。通过改变成分,应变局域化从弥散均匀化模式到奇异裂纹状特征不等。我们通过测量原子对塑性重排的敏感性来量化动态屈服转变,其与局域原子结构强相关。我们发现,重排区内二十面体短程有序的丰度提升了玻璃材料离域化应变的能力。这类塑性屈服常可由表征元素关联常用成分描述符——失配参数 δa\delta_a,以及非常用描述符如剪切带宽度与剪切带动力学关联参数定性推断。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.12152,
  title  = {Shear banding instability in \remove{high entropy} multi-component metallic glasses: Interplay of composition and short-range order}},
  author = {Kamran Karimi and Amin Esfandiarpour and Rene Alvarez-Donado1 and Mikko J. Alava1 and Stefanos Papanikolaou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.12152},
  year   = {2022}
}