结构弛豫

摘要： 非晶合金弛豫/晶化、玻璃转变、塑性变形等热力学和动力学行为都与其固有的结构非均匀性密切相关.但是,由于淹没在亚稳的长程无序结构中,探究非晶合金的结构非均匀性十分困难.尤其,非晶合金微观结构非均匀性与其力学性能之间的本征关联是一个亟待解决的重要科学问题.本文基于多尺度时空下的力学激励阐述非晶合金微观结构非均匀性特征与演化规律.从实验、理论和数值模拟方面出发,梳理了非晶合金微观结构非均匀性与弛豫机制和力学行为之间的关联.最后,针对非晶合金微观结构非均匀性与其物理/力学性能研究的方向提出了建议和展望.

摘要： 研究了经历不同时间退火后,Fe_(80)Si_(9)B_(10)Cu_(1)非晶合金结构弛豫过程中纳米尺度结构不均匀性的演变及其对合金磁性能的影响.基于小角X射线散射和原子力显微镜分析,随着弛豫的进行,合金的纳米尺度结构不均匀性逐渐衰减.结合穆斯堡尔谱分析结果,弛豫态合金综合软磁性能的提高可归因于纳米尺度结构不均匀性的减弱.从流变单元模型来看,随着弛豫程度的加深,流变单元的体积分数显著降低,部分流变单元湮灭并转化为理想弹性基体.一方面,弛豫态样品的原子结构排列更加紧密,磁交换相互作用更强,饱和磁感应强度也更高;另一方面,准位错偶极子的数量密度随着流变单元在弛豫过程中的湮灭而逐渐减小,磁畴壁的钉扎效应减弱,合金的磁各向异性下降,矫顽力降低.本文从结构不均匀性的角度研究了Fe_(80)Si_(9)B_(10)Cu_(1)非晶合金弛豫过程中磁性能变化的结构机制,有助于建立铁基非晶合金结构和磁性能之间的关联性.

摘要： 采用单辊甩带法制备(Fe_(0.52)Co_(0.18)Ni_(0.30))_(73)Cr_(17)Zr_(10)全金属铁基非晶合金,对其进行不同的结构弛豫处理,即在低于玻璃转化温度(T_(g)=825 K)下725 K进行0 h、0.5 h、2 h、4 h、10 h真空退火热处理,获得不同结构状态的非晶合金,并在玻璃转化温度以上925 K进行真空晶化处理,保温10 min得到晶态(Fe_(0.52)Co_(0.18)Ni_(0.30))_(73)Cr_(17)Zr_(10)。用XRD测试试样物相组成,并用DSC分析热力学参数,得出结构弛豫焓(ΔH_(fv)),然后计算相应的自由体积含量(V_(0));用电化学工作站测试试样在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的电化学腐蚀性能;用SEM观察试样腐蚀形貌,并用EDS测试元素种类和含量。结果表明,一定程度的结构弛豫能降低非晶合金中的自由体积量,使原子堆积更加紧密、结构更加稳定,从而提高非晶合金的抗均匀腐蚀性能和抗点蚀性能,其中0.5 h和2 h时结构弛豫的效果最佳;而结晶态和长时间结构弛豫则会提高非晶合金的点蚀敏感性,降低钝化膜致密度,从而加剧腐蚀。

摘要： 为了深入认识非晶体系中的非线性动力学,并了解非线性参数与其他动力学特征参量之间的关联,本文针对小分子非晶体系对非线性弛豫动力学进行了研究,利用Tool-Narayanaswamy-Moynihan-Hodge(TNMH)方程获得非线性因子.在纯物质中发现非线性因子与非指数因子之间关联显著,具有同步变化趋势,且前者普遍低于后者.二元混合体系中也发现同样的规律.应用TNMH等温方程也同样解释了等温退火动力学行为,证明了TNMH方程的广泛适用性.最后对非线性弛豫所面临的部分问题进行了简要总结.

摘要： 剪切模量在非晶合金黏性流动、扩散及结构弛豫等行为中起着重要作用.宏观剪切弹性决定非晶合金热流变化.探索非晶合金在结构弛豫和玻璃转变过程中宏观力学性能与热流的关联有助于理解其力学行为起源.本研究基于自间隙理论对Cu49Hf42Al9非晶合金热流、剪切模量及黏度进行研究,建立剪切模量与热流之间的关联.通过测量剪切模量精确测定自间隙缺陷浓度演化规律.从能量角度出发,通过激活能图谱探索自间隙缺陷浓度对非晶合金热力学性能的影响.借助于动态力学分析仪研究非晶合金从室温到过冷液相区的动态弛豫行为,探索物理时效引起的结构弛豫以及内耗演化规律.研究结果表明,自间隙理论可准确描述非晶合金的弛豫动力学、剪切软化及结构弛豫诱导的力学行为.结合热流数据可以很好描述铸态和弛豫态非晶合金剪切模量随温度演化过程,激活能图谱直观表述了单位激活能可激活的自间隙缺陷浓度.自间隙缺陷在结构弛豫中湮灭,表现为玻璃体系结构向更稳定状态迁移.在玻璃化转变过程中,缺陷浓度显著升高伴随热吸收,表现为原子大规模协同运动和剪切软化.物理时效诱导非晶合金内耗和原子移动性降低.过冷液相区内原子移动性高至消除了结构弛豫影响.

摘要： 对系列温度下丙三醇以及丙三醇浓度为90％、80％、70％的水溶液,进行了变频介电谱测量,运用HN公式等对介电谱进行了分析,得到了α弛豫的形状因子α和β,并分析了样品的玻璃化转变温度Tg和激活能E随丙三醇浓度的变化.

摘要： 由于结合了金属和玻璃的特性,非晶合金表现出许多新奇和优异的力学和物理性质,在很多领域具有广泛的应用前景.非晶合金具有连续可调的成分、简单无序的原子结构、丰富多变的材料性质,为研究非晶态物理中的许多共性科学问题提供了理想的模型材料.块体非晶合金的发展更是将玻璃和液体及其相关科学问题的研究推进到凝聚态物理和材料科学的研究前沿.中国科学院物理研究所极端条件物理重点实验室亚稳材料合成、结构及性能研究组(EX4组)近二十年来一直致力于非晶材料和物理的研究,在新型非晶合金的制备、物性以及相关机理的研究上取得了许多重要成果.本文介绍团队最近在非晶材料和物理机理方面取得的研究成果,包括非晶合金的动力学行为和调控、非晶合金的表面动力学、功能应用以及材料探索新方法等.

摘要： 玻璃材料发生屈服和玻璃-液体转变(GLT)之前发生的缓慢结构演化和微观局域暗流的机理至今尚未完全清晰.本文采用动态热机械分析仪系统测量了钒磷二元体系玻璃(V2O5-P2O5)趋向于玻璃化转变点Tg的动态机械弛豫谱和应力松弛谱,在Tβ～ 483 K和Tp～ 543 K附近发现了类金属玻璃的α和β结构弛豫和应力松弛行为,结果表明,其与纳米局域钒磷暗流结构的缓慢流动有关.实验首次发现了V2O5-P2O5玻璃的β弛豫的峰高与驰豫速率符合一定的线性对数关系,即ln(⊿)∝-ln(v);基于Wang等人提出的唯像理论模型和稳态流体动力学理论给出了合理的物理图像解释;实验和理论良好符合,进一步证明了V2O5-P2O5玻璃体系中存在纳米局域钒磷暗流结构及其演化行为的结论.并采用KWW方程的非指数因子βKWW把Tg附近结构演化划分为3个阶段:(1)βKWW＜0.1,纳米局域磷钒分子流体单元区;(2) 0.1＜ βKWW＜0.5,纳米局域磷钒微晶暗流区;(3)βKWW＞0.5,宏观流动区.%The mechanism of structure evolution and microscopic hidden flow in glasses before yield and glass-to-liquid transition(GLT) remains unclear.In this work,the dynamic mechanical relaxation and stress relaxation spectra of vanadium-phosphate binary glass (V2O5-P2O5) when approaching the glass transition temperature Tg were investigated by using the dynamic mechanical analysis (DMA).The β and α relaxation behaviors,occurring respectively at Tβ～483 K and Tp～543 K and quite similar to those observed in the metal glass systems,were observed,which indicated the occurrence of the slowing-down microscopic localized flow in the investigated vanadium-phosphate glasses.This was further verified by the experimental observation and theoretical prediction of the linear logarithmic relation between the peak height of the β relaxation and the relaxation rate,i.e.ln(⊿)∝-ln(v).Furthermore,three stages during the structural evolution of the β and a relaxation in vanadium-phosphate glasses were observed from the temperature dependent curve of the non-exponential factor of βKWW obtained by the Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) fitting:(Ⅰ) βKWW＜0.1,the region dominated by the localized flow units of the nano vanadium-phosphate molecular;(Ⅱ) 0.1 ＜βKWW＜0.5,the region of localized hidden flow dominated by the nano vanadium-phosphate microcrystalline;(Ⅲ) βKWW＞0.5,the region of macroscopic flow.

摘要： 通过透射电子显微学方法研究纳米材料内部结构有助于理解界面与缺陷对纳米材料性能的影响。在碳化硼五次孪晶蚋米线体系中．为了缓解5‘角度过剩引起的五次孪晶轴心区域的弹性应变能,在纳米线内部会产生一些结构缺陷。本文通过系列电子衍射分析结合暗场成像技术揭示了碳化硼五次循环孪晶蚋米线中的一种结构弛豫模式。孪晶轴向纳米线边缘偏移从而导致其中2片单晶结构单元的缺失,形成仅具有3个单晶结构单元的非完整循环孪晶结构。统计分析发现此类结构弛豫现象少量存在于1100°C固相烧结合成的碳化硼五次孪晶纳米线中，从能量角度定性分析表明这可能与该结构弛豫发生过程中会产生具有较高能量的界面及表面有关。

摘要： 研究了Pd（，40）Ni（，10）Cu（，30）P（，20）大块非晶合金在4GPa压力下670K和770K等温等压退火60min的非晶变化过程。结果表明：非晶发生了明显的结构弛豫现象，弛豫后，在常压下晶化，晶化温度提高了12K。在施加4GPa压力加热670K的实验条件下，共晶点发生了移动，常压下偏离共晶点组成的Pd（，40）Ni（，10）Cu（，30）P（，20）满足了共晶成分要求，其晶化过程中只出现共晶转变。此外，还对高压下该体系的晶化机制进行了讨论。

摘要： 石英玻璃以其优越的物理、化学性能被广泛应用于航空、航天及各高新技术领域,而卤素的存在会对石英玻璃的性能产生影响.卤素对石英玻璃的影响主要涉及氟和氯两种元素对石英玻璃结构、性能的影响两个方面,本文综合国内外关于氟和氯对石英玻璃的结构弛豫、折射率等影响的文献,归纳了卤素对石英玻璃影响的体现,论述了石英玻璃中卤素(主要是氟)的表征方法,为国内相关领域的研究提供参考.

摘要： 前期研究发现,采用加柠檬酸的热分解方法可以获得有序FM-Ni3Fe相,它具有优越的电催化性能.本文采用密度泛函理论(DFT)方法计算了FM-Ni3Fe相的三个低指数表面(111)、(110)和(100)的能量与结构.结果表明,对于各个表面,结构弛豫主要发生在最外两个原子层,弛豫总体按(110)＞(100)＞(111)的顺序递减.(111)结构的稳定性相对最好.表面能的大小受Ni原子的化学势的影响,(111)面符合化学计量比,所以表面能不受灿的化学势的影响.(111)面的表面能最低,具有最高的形貌重要性.(111)表面的局域态密度可见,见的3d电子轨道对密度贡献最大.

摘要： 应用差示扫描量热法(DSC),研究了Fe基非晶合金在不同的升温速度(5、10、20、40 K/min)下的DSC曲线,通过观察其不同的差热曲线,根据Lasoca关系式,以玻璃晶化温度(Tp)对加热速度(Ψ)作图,发现晶化温度与加热速度的对数呈线性关系,而且晶化温度对升温速率的依赖程度是不同的。根据Kissinger方程,以ln(T2/Ψ)对1/T关系作图,发现ln(T2/Ψ)与1/T存在很好的线性关系。利用最小二乘法拟合出直线方程,根据直线斜率可求得试验中的Fe系基非晶合金试样的非晶晶化激活能分别为Ep1=345.7 kJ/mol,Ep2=183.3 kJ/mol.同时通过X射线衍射数据分析,得到非晶态合金的双体相关函数图.在非晶态材料中随着与选作原点的原子间距离的增加,相关性迅速减弱,在相距几个原子间距的原子之间就已经显不出相关作用,其相对位置就接近完全无序了。

摘要： 基于最新发现的玻璃系统中介观尺度上的动力学关联的不均匀性,建立了非均匀耦合耗散的玻璃化转变模型(HCD model),给出了描述玻璃体中过冷液态、玻璃化转变和玻璃态异常时效的耗散和“扩散”相耦合的统一偏微方程,对实验现象进行了统一描述.

摘要： 采用正硅酸乙酯、硼酸、乙醇钠作为先驱体,采用的先驱体溶剂分别为乙醇、乙二醇甲醚和乙醇.采用热饱和方法对样品进行处理制备大块干胶和玻璃,玻璃的化学组成为:5Na2O-23B2O3-72SiO2(质量分数,%,下同).实验结果表明,用Sol-gel法制备的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃类似于熔制法得到的淬火玻璃的结构特性,内部质点无充分驰豫的条件.膨胀系数曲线为典型的熔制法淬火玻璃膨胀系数曲线.

摘要： 采用正硅酸乙酯、硼酸、乙醇钠作为先驱体,采用的先驱体溶剂分别为乙醇、乙二醇甲醚和乙醇.采用热饱和方法对样品进行处理制备大块干胶和玻璃,玻璃的化学组成为:5Na2O-23B2O3-72SiO2(质量分数,%,下同).实验结果表明,用Sol-gel法制备的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃类似于熔制法得到的淬火玻璃的结构特性,内部质点无充分驰豫的条件.膨胀系数曲线为典型的熔制法淬火玻璃膨胀系数曲线.

摘要： 采用正硅酸乙酯、硼酸、乙醇钠作为先驱体,采用的先驱体溶剂分别为乙醇、乙二醇甲醚和乙醇.采用热饱和方法对样品进行处理制备大块干胶和玻璃,玻璃的化学组成为:5Na2O-23B2O3-72SiO2(质量分数,%,下同).实验结果表明,用Sol-gel法制备的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃类似于熔制法得到的淬火玻璃的结构特性,内部质点无充分驰豫的条件.膨胀系数曲线为典型的熔制法淬火玻璃膨胀系数曲线.

摘要： 采用正硅酸乙酯、硼酸、乙醇钠作为先驱体,采用的先驱体溶剂分别为乙醇、乙二醇甲醚和乙醇.采用热饱和方法对样品进行处理制备大块干胶和玻璃,玻璃的化学组成为:5Na2O-23B2O3-72SiO2(质量分数,%,下同).实验结果表明,用Sol-gel法制备的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃类似于熔制法得到的淬火玻璃的结构特性,内部质点无充分驰豫的条件.膨胀系数曲线为典型的熔制法淬火玻璃膨胀系数曲线.

摘要： 本发明披露的弛豫材料钨铁酸铅是经一步或两步加热处理，在掺杂或非掺杂条件下合成的。本弛豫材料的磁滞效应几乎可以忽略，用它制造的传感器在很宽的范围内0.5MPa～415MPa具有测量压力的能力，其准确度为±0.05%。

摘要： 本发明公开了一种便携式无自旋交换弛豫原子陀螺仪结构，包括碱金属气室固定座、无磁电加热基座、磁场补偿线圈骨架、磁屏蔽筒、检测激光器基座、检测光分束组件、抽运激光器基座、抽运光扩束组件、抽运光稳光强组件、主结构、定位工装和支撑底座。碱金属气室固定座用于固定碱金属气室，无磁电加热基座用于夹持烤箱。检测光分束组件采用BS与格兰棱镜连体固定结构。抽运光扩束组件内嵌于主结构的加强筋中。抽运光稳光强组件采用PBS与液晶相位延迟器连体固定结构。主结构采用下沉式与悬挂式结合的分腔设计。支撑底座用于主结构的固定，为陀螺提供安装基准。本发明结构紧凑、对称、体积小、重量轻，采用光学组件连体固定结构，增强了光学性能稳定性。

摘要： 公开了一种弛豫振荡器和控制弛豫振荡器的方法。所述弛豫振荡器包括参考电压生成电路，被配置为根据基于晶体管的电阻器生成参考电压；可变电压生成电路，被配置为基于参考电压和控制开关生成可变电压；阈值电压生成电路，被配置为使用开关电容器电阻器电路生成阈值电压；和开关控制电路，被配置为基于可变电压和阈值电压输出用于控制控制开关的控制信号。

摘要： 本发明披露的弛豫材料钨铁酸铅是经一步或两步加热处理，在掺杂或非掺杂条件下合成的。本弛豫材料的磁滞效应几乎可以忽略，用它制造的传感器在很宽的范围内0.5MPa～415MPa具有测量压力的能力，其准确度为±0.05％。

摘要： 本发明提供了一种测量纳米磁结构相变过程的激活能和特征弛豫时间的方法和应用。本发明利用透射电子显微镜洛伦兹模式来观测薄样品的磁相变动力学过程，通过制备纳米级厚度和几何尺寸的薄样品，利用激光辐照热退磁来消去磁相变过程的热滞留效应，准确获得纳米尺度磁结构相变的特征弛豫时间和激活能等动力学参数，为表征磁材料的磁动力学过程和本征磁特性提供新颖且切实可行的方法。

摘要： 本申请公开了一种具有超晶格结构和超高储能效率的多组分弛豫铁电薄膜材料及其制备方法。多组分弛豫铁电薄膜材料包括基底层、形成于基底层上的底电极层以及形成于底电极层上的实际功能层，实际功能层为基于底电极层生长的具有弛豫铁电性的多层结构薄膜；其制备方法为：选取晶面取向为[100]的刚性STO层作为基底层；在STO基底上生成SRO层作为底电极层；在SRO层上生成BTO‑STO‑BFO多层结构作为实际功能层，得到多组分弛豫铁电薄膜材料。本申请的多组分弛豫铁电薄膜材料为超晶格结构，具有高饱和极化强度值、低剩余极化强度值、高击穿场强的优点，同时具有优异的储能密度与储能效率。

摘要： 本实用新型涉及一种用于弛豫铁电单晶生长的料棒的制造装置，所述装置包括原料熔融区和浇铸控制区，所述原料熔融区具有容纳弛豫铁单晶原料的容纳部和对所述容纳部进行加热的第一加热部；所述浇铸控制区包括供熔体流通过的浇铸控制主体和对所述浇铸控制主体进行加热的第二加热部，所述浇铸控制主体与所述容纳部连接；所述装置还具备用于向所述容纳部通入气体的进气部。根据本实用新型的装置，能够大幅度减少弛豫铁电单晶制备的成本，能提高晶体的出片率。

摘要： 本发明公开了一种原子结构弛豫的非单调线搜索方法及装置，使用BB步长作为试探步长，从而能够充分利用其优越于SD的局部收敛速度，以及使用非单调线搜索策略来判定试探位置是否被接受，减少调用线搜索算法的次数，从而极大地减少线搜索带来的昂贵开销。

摘要： 本发明公开了一种固定晶格体积晶体结构弛豫的计算方法及装置，采用分块Barzilai‑Borwein步长分别更新原子位置与晶格基矢，不仅省去了多余的线极小化，也平衡了原子和晶格的尺度；利用可行集局部近似制造投影，使临时晶格基矢不会过于远离可行集，增强了算法的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种原子结构弛豫的非单调线搜索方法及装置，使用BB步长作为试探步长，从而能够充分利用其优越于SD的局部收敛速度，以及使用非单调线搜索策略来判定试探位置是否被接受，减少调用线搜索算法的次数，从而极大地减少线搜索带来的昂贵开销。