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统一金属玻璃的原子间势、g(r)、弹性、粘度和脆性:分析模型、模拟与实验

软凝聚态物质 2016-08-15 v1 无序系统与神经网络 材料科学

摘要

提出了一个分析框架,用于描述金属玻璃的弹性、粘度和脆性,并将其与原子级结构及有效原子间相互作用相关联。这种自底向上的方法始于基于径向分布函数 g(r) 的 Boltzmann 反演以及通过简单幂律近似拟合 g(r)g(r) 的短程部分,形成一个有效的 Ashcroft-Born-Mayer 原子间势。幂指数 λ\lambda 代表全局排斥陡度参数。推导了原子连接性与堆积分数之间的标度关系 Zϕ1+λZ \sim \phi^{1+\lambda}。然后将该关系代入高频剪切模的晶格动力学模型中,其中有效相互作用的吸引非谐部分通过热膨胀系数考虑,该系数将 ϕ\phi 依赖性映射为 TT 依赖性。如此计算的剪切模随温度的变化函数,随后在玻璃转变的协作剪切模型中被用来给出过冷熔体粘度作为 TT 的双指数函数,覆盖整个 Angell 图。该模型仅有一个可调参数(高频笼形变的特征原子体积),针对 ZrCu 合金的新实验数据进行了检验,并对低至玻璃转变温度的粘度提供了极佳的单参数描述。

关键词

引用

@article{arxiv.1608.03834,
  title  = {Unifying interatomic potential, g(r), elasticity, viscosity, and fragility of metallic glasses: analytical model, simulations, and experiments},
  author = {Alexandra E. Lagogianni and Johannes Krausser and Zach Evenson and Konrad Samwer and A Zaccone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1608.03834},
  year   = {2016}
}

备注

Special Issue on Structure in Glassy and Jammed Systems