本文關(guān)鍵詞：非晶液固轉(zhuǎn)變及非晶固體特性與振動模式的關(guān)系，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：非晶物質(zhì)是對結(jié)構(gòu)上缺乏長程有序這類物質(zhì)的統(tǒng)稱,比如玻璃,沙堆等等。玻璃化轉(zhuǎn)變與Jamming轉(zhuǎn)變是這類物質(zhì)的液固轉(zhuǎn)變的典型代表,在轉(zhuǎn)變前后系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)幾乎不變,而系統(tǒng)卻從流動狀態(tài)變?yōu)橛袆傂缘墓腆w,控制這類轉(zhuǎn)變的因素有溫度,密度,剪切力,Jamming相圖統(tǒng)一描述了具有這類相同特點(diǎn)的轉(zhuǎn)變。非晶固體在力學(xué),熱力學(xué),電學(xué)等物理性質(zhì)上有著特殊性,也因此廣泛應(yīng)用在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)上,然而由于其復(fù)雜性,我們對于非晶物質(zhì)的液固轉(zhuǎn)變以及其固體性質(zhì)背后的物理機(jī)制的理解依然有限。在本文中,我們從振動特性上研究了非晶固體的性質(zhì)以及各向異性對于非晶物質(zhì)液固轉(zhuǎn)變的影響。在零溫下,由于粒子的速度為零,系統(tǒng)中的粒子不相互接觸,因此沒有剛性,體積分?jǐn)?shù)達(dá)到無規(guī)密堆積體積分?jǐn)?shù)并發(fā)生Jamming轉(zhuǎn)變才能形成有剛性的非晶固體。在低溫下,系統(tǒng)的玻璃化轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)小于無規(guī)密堆積體積分?jǐn)?shù),但是處于這兩個(gè)體積分?jǐn)?shù)之間的系統(tǒng)確是有剛性的固體,而這個(gè)區(qū)間正是等效的硬球玻璃。我們從動力學(xué)結(jié)構(gòu)因子得到了色散關(guān)系以及衰減系數(shù),并確定了Ioffe-Regel極限頻率,當(dāng)振動模式的頻率大于Ioffe-Regel極限頻率時(shí),其平均自由程小于波長,因此它不能被嚴(yán)格定義為聲子。在低溫下系統(tǒng)先后經(jīng)歷玻璃化轉(zhuǎn)變與類Jamming轉(zhuǎn)變,而橫波與縱波的Ioffe-Regel極限頻率分別消失于玻璃化轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)與類jamming轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù),因此這兩個(gè)體積分?jǐn)?shù)之間的硬球玻璃只能承受縱波聲子而不能承受橫波聲子,而當(dāng)體積分?jǐn)?shù)大于類Jamming轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)的時(shí)候,系統(tǒng)既能承受縱波聲子又能承受橫波聲子,這屬于普通的固體。我們繼續(xù)計(jì)算了硬球玻璃剪切模量和體積模量的比值,它隨著體積分?jǐn)?shù)變大而減小,在類Jamming轉(zhuǎn)變點(diǎn)達(dá)到最小值,這與類Jamming轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的普通玻璃完全相反,這應(yīng)該是硬球玻璃特殊性的體現(xiàn)之一。在低溫下的橢球系統(tǒng),我們用模耦合理論公式從擴(kuò)散系數(shù)擬合出了平動與轉(zhuǎn)動的玻璃化轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù),存在一個(gè)轉(zhuǎn)變的長徑比,當(dāng)大于這個(gè)長徑比時(shí),系統(tǒng)轉(zhuǎn)動和平動自由度先后進(jìn)入玻璃態(tài),然而當(dāng)小于這個(gè)長徑比的時(shí)候,則相反。平動自由度的玻璃化轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)隨長徑比是非單調(diào)的。
【關(guān)鍵詞】：玻璃化轉(zhuǎn)變 Jamming轉(zhuǎn)變 本征振動模 Ioffe-Regel極限 橢球
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O751
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-50
• 1.1 引言10-12
• 1.2 玻璃化轉(zhuǎn)變及玻璃態(tài)12-33
• 1.2.1 玻璃化轉(zhuǎn)變12-15
• 1.2.2 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度15-17
• 1.2.3 熵危機(jī)17-19
• 1.2.4 玻璃的脆性19-21
• 1.2.5 玻璃化轉(zhuǎn)變的弛豫過程21-22
• 1.2.6 玻璃的動力學(xué)異質(zhì)性22-26
• 1.2.7 玻璃化轉(zhuǎn)變的相關(guān)理論26-33
• 1.3 Jamming轉(zhuǎn)變33-50
• 1.3.1 Jamming相圖33-35
• 1.3.2 Jamming轉(zhuǎn)變的臨界行為35-39
• 1.3.3 Jamming轉(zhuǎn)變振動特性39-42
• 1.3.4 Jamming轉(zhuǎn)變的尺度問題42-45
• 1.3.5 深度Jamming轉(zhuǎn)變45-50
• 第二章 計(jì)算模擬方法50-62
• 2.1 常用的作用勢50-52
• 2.2 基本單位52-53
• 2.3 邊界條件53-54
• 2.4 鄰居列表(Neighbour List)54-55
• 2.5 淬火方法55-57
• 2.6 分子動力學(xué)57-62
• 2.6.1 預(yù)測-修正算法57-58
• 2.6.2 Verlet算法58-59
• 2.6.3 恒溫恒容系統(tǒng)和恒溫恒壓系統(tǒng)的運(yùn)動方程59-60
• 2.6.4 硬球的分子動力學(xué)模擬60-62
• 第三章 非晶固體的特性與振動模式的關(guān)系62-86
• 3.1 引言62-70
• 3.1.1 固體的振動與聲子62-63
• 3.1.2 硬球玻璃的特性63-65
• 3.1.3 Ioffe-Regel極限,玻色峰與非晶固體性質(zhì)的關(guān)系65-70
• 3.2 主要研究內(nèi)容70-84
• 3.2.1 零溫玻璃的Ioffe-Regel極限與尺度70-74
• 3.2.2 硬球玻璃的振動特性74-83
• 3.2.3 高密度下的縱波Ioffe-Regel極限83-84
• 3.3 本章小結(jié)84-86
• 第四章 各向異性粒子系統(tǒng)的液-固轉(zhuǎn)變與振動特性86-98
• 4.1 引言86-88
• 4.1.1 各向異性粒子86
• 4.1.2 橢球系統(tǒng)的液體-液晶-固體的轉(zhuǎn)變86-88
• 4.2 主要研究內(nèi)容88-96
• 4.2.1 各向異性軟橢球系統(tǒng)的Jamming轉(zhuǎn)變88-91
• 4.2.2 橢球系統(tǒng)中兩步玻璃化轉(zhuǎn)變91-95
• 4.2.3 雙原子分子的振動特性95-96
• 4.3 本章小結(jié)96-98
• 第五章 總結(jié)與展望98-100
• 參考文獻(xiàn)100-110
• 附錄A 壓強(qiáng)、剪切應(yīng)力的計(jì)算110-112
• 致謝112-114
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文114

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅強(qiáng),印杰,朱子康,鮑忠楨;熱釋電研究聚碳酸酯摻雜染料體系的玻璃化轉(zhuǎn)變[J];高分子學(xué)報(bào);2000年02期

2 鐘芳;食品的冷凍玻璃化保藏[J];食品與機(jī)械;2000年05期

3 胡文兵;;玻璃化轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)理論錯在哪里?[J];高分子通報(bào);2008年09期

4 燕靖國;王旭東;姚曼;;聚丁二酸丁二醇酯玻璃化轉(zhuǎn)變行為的分子模擬[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年S2期

5 周濤;玻璃化轉(zhuǎn)變及其在干燥食品中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2000年02期

6 唐兵,吳大誠,李曉毅,趙得祿,趙軍,范慶榮,孫昭燕,安立佳;高壓下無規(guī)聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化轉(zhuǎn)變[J];塑料工業(yè);2003年07期

7 高才,王文華,胡桐記,胥義,周國燕,華澤釗;不同結(jié)晶度的乙二醇及其水溶液玻璃化轉(zhuǎn)變與焓松弛[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2004年07期

8 袁穎憨;應(yīng)學(xué)農(nóng);朱勁松;;單面和雙面沉積甘油的玻璃化轉(zhuǎn)變力學(xué)譜比較[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

9 吳酉芝;劉寶林;呂�？�;李維杰;;面團(tuán)的玻璃化儲存[J];食品工業(yè)科技;2011年08期

10 楊勇,李險(xiǎn)峰,楊小震;分子動態(tài)模擬研究聚丙烯單鏈的玻璃化轉(zhuǎn)變[J];高分子學(xué)報(bào);1997年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊小震;;玻璃化轉(zhuǎn)變的微觀機(jī)理[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

2 徐寧;;玻璃化轉(zhuǎn)變過程的統(tǒng)一描述[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第07分會場摘要集[C];2010年

3 張晉魯;袁穎憨;周恒為;應(yīng)學(xué)農(nóng);黃以能;;水的玻璃化轉(zhuǎn)變的研究[A];第八屆全國內(nèi)耗與力學(xué)譜會議論文集[C];2006年

4 袁穎憨;應(yīng)學(xué)農(nóng);朱勁松;;單面和雙面沉積甘油的玻璃化轉(zhuǎn)變力學(xué)譜比較[A];第九屆全國固體內(nèi)耗與力學(xué)譜及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

5 朱麗麗;顧強(qiáng);薛奇;;金納米粒子表面受限態(tài)聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變研究[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集[C];2011年

6 余翔;楊小震;;分子動力學(xué)研究無規(guī)聚丙烯薄膜的構(gòu)象態(tài)躍遷與玻璃化轉(zhuǎn)變[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

7 黃以能;張晉魯;應(yīng)學(xué)農(nóng);袁穎憨;周恒為;;玻璃化轉(zhuǎn)變機(jī)制的串模型與液態(tài)低頻力學(xué)譜研究[A];第八屆全國內(nèi)耗與力學(xué)譜會議論文集[C];2006年

8 封碩;周啟花;魏婉楚;祝方明;;水分散體系中聚甲基丙烯酸甲酯納米微球的玻璃化轉(zhuǎn)變[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集——主題C：高分子結(jié)構(gòu)與性能[C];2013年

9 陳嬌;薛奇;;受限態(tài)聚苯乙烯納米管玻璃化轉(zhuǎn)變行為的研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集——主題C：高分子結(jié)構(gòu)與性能[C];2013年

10 張晉魯;周恒為;蔣新革;應(yīng)學(xué)農(nóng);黃以能;;二甲酸二脂系玻璃化轉(zhuǎn)變的力學(xué)譜研究[A];第八屆全國內(nèi)耗與力學(xué)譜會議論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王錫朋;非晶液固轉(zhuǎn)變及非晶固體特性與振動模式的關(guān)系[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 王伯春;幾種低溫保護(hù)劑溶液玻璃化特性的分子模擬及機(jī)理分析[D];上海理工大學(xué);2011年

3 李林玲;受限態(tài)對高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變及擴(kuò)散行為影響的研究[D];南京大學(xué);2013年

4 滕超;受限態(tài)高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變[D];南京大學(xué);2012年

5 王利近;非晶固體的結(jié)構(gòu)和振動特性和玻璃化轉(zhuǎn)變的關(guān)聯(lián)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

6 戎維仁;高分子鏈纏結(jié)對玻璃化轉(zhuǎn)變的影響[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

7 謝士杰;聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變行為的分子動力學(xué)模擬研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 孫曉燕;二維膠體結(jié)晶及玻璃化轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2014年

9 高才;線性多元醇水溶液低溫下的熱現(xiàn)象研究[D];上海理工大學(xué);2004年

10 常大偉;擠壓法糖玻璃化包埋維生素的研究[D];江南大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 江文華;二維雙球形顆粒物質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 陳雷;受限條件下聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變研究[D];蘇州大學(xué);2015年

3 李卓;非晶高聚物粉體玻璃化轉(zhuǎn)變特性及分散穩(wěn)定性[D];大連理工大學(xué);2005年

4 李亞維;生物系統(tǒng)中玻璃化轉(zhuǎn)變的初步研究[D];南京理工大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：非晶液固轉(zhuǎn)變及非晶固體特性與振動模式的關(guān)系，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：497247