發(fā)布時間：2017-12-30 09:45

  本文關(guān)鍵詞：非晶固體的Jamming轉(zhuǎn)變及流變的研究　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：相變是生活中很常見的現(xiàn)象,比如氣液相變、液固相變。平衡態(tài)系統(tǒng)中的相變已經(jīng)被很好的理解了,甚至可以從理論上給出很精確定量的預(yù)測,但是在非平衡態(tài)系統(tǒng)中,還有很多未知的東西,比如非晶固體到流體的轉(zhuǎn)變。符合這種描述的轉(zhuǎn)變有很多,有玻璃化轉(zhuǎn)變、顆粒物質(zhì)的流變、交通流的堵塞等等,他們都有一個共性,就是發(fā)生轉(zhuǎn)變的時候結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化,但是力學(xué)和動力學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了巨大的變化。為了理解這一類的相變,Jamming轉(zhuǎn)變這一簡單模型被提了出來。在這個模型中,一共有三個參數(shù),分別是密度,溫度和剪切應(yīng)力,通過減小密度,增大溫度和剪切應(yīng)力都可以使非晶固體轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w。 在Jamming轉(zhuǎn)變模型中,由純排斥相互作用的粒子構(gòu)成的體系(如膠體、顆粒物質(zhì))存在一個Jamming轉(zhuǎn)變密度,通常被稱為點J,它混合了一級相變以及連續(xù)相變兩種特征。在點J以上,通過改變系統(tǒng)密度可以看到勢能、壓強、剪切模量、體彈性模量都是連續(xù)從0開始增長,配位數(shù)在該點卻是一個跳變。為了完整的理解轉(zhuǎn)變點的性質(zhì),另外兩個參量,溫度和剪切應(yīng)力也有必要考慮進來。我們的工作正是從剪切的角度考慮了點J的臨界性質(zhì),并且間接的給出了臨界點的發(fā)散尺度。 除此之外,由于我們開發(fā)的尋找恒定剪切力穩(wěn)定位形的方法,可以快速尋找到具有恒定剪切力Jammed態(tài)的優(yōu)勢,我們可以對大量的具有同樣剪切力的位形進行系綜平均,這使得我們可以定量測量剪切力對系統(tǒng)造成的影響。我們測量了系統(tǒng)的勢能、壓強、相互作用力的分布、力網(wǎng)絡(luò)的各向異性,發(fā)現(xiàn)了恒定剪切力方法和準靜態(tài)剪切法得到的系綜的區(qū)別。通過觀察力網(wǎng)的各向異性,我們觀察到鍵角的分布在兩個互補網(wǎng)絡(luò)兩側(cè)有很明顯的非對稱性。 最后,由于受到實驗的啟發(fā),我們研究了短程吸引相互作用系統(tǒng)在剪切作用下的行為,并且發(fā)現(xiàn)了和實驗一致的現(xiàn)象,通過與摩擦系統(tǒng)下的Shear jamming現(xiàn)象做對比,我們對帶有極短程吸引的系統(tǒng),在點J以下的區(qū)域劃分成三個區(qū)域,分別是Shear jamming、Shear fragility、Shear gelation。
[Abstract]:......
【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】：O414.13

【共引文獻】

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本文編號：1354305