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Thermal processing and enthalpy storage of a binary amorphous solid: A molecular dynamics study

机译：二元非晶态固体的热加工和焓存储：分子动力学研究

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摘要

Using very long molecular dynamics simulations of duration up to a microsecond of physical time, temperature protocols spanning up to five orders of magnitude in time are performed to investigate thermally activated structural relaxation in a model binary amorphous solid. The simulations demonstrate significant local structural excitations (LSE) as a function of increasing temperature and show that enthalpy rather than internal potential energy is primarily responsible for relaxation. At low temperatures these LSE involve atoms whose displacements are smaller than a typical bond length, whereas at higher temperatures approaching that of the glass transition regime, bond-length displacements occur in the form of string-like motion where one atom replaces the position of another. Such thermally activated excitations are observed to mainly involve the smaller atom type. The observed enthalpy changes can be correlated with the level of internal hydrostatic stress homogenization and icosahedral content within the glassy solid.
机译：使用持续时间长达一微秒的非常长的分子动力学模拟，可以执行跨越五个时间量级的温度协议，以研究模型二元无定形固体中的热活化结构弛豫。仿真结果表明，随着温度的升高，显着的局部结构激发（LSE）也随之发生，并且表明焓而不是内部势能是引起弛豫的主要原因。在低温下，这些LSE包含位移小于典型键长的原子，而在接近玻璃化转变温度的较高温度下，键长位移以线状运动的形式发生，其中一个原子取代了另一个原子的位置。观察到这种热激活的激发主要涉及较小的原子类型。观察到的焓变可以与玻璃状固体中的内部静水应力均化水平和二十面体含量相关。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2017年第14期|2668-2679|共12页
  • 作者

    Peter M. Derlet; Robert Maaβ;

  • 作者单位

    Condensed Matter Theory Group, Paul Scherrer Institut, PSl-Villigen 5232, Switzerland;

    Department of Materials Science and Engineering, University of Illinois at Urbana Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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