金肖 王利民

(燕山大学材料科学与工程学院,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛 066004)

非晶材料玻璃转变过程中记忆效应的热力学∗

金肖 王利民†

(燕山大学材料科学与工程学院,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛 066004)

(2017年6月12日收到;2017年6月28日收到修改稿)

低温下处于非平衡态的非晶材料升温到玻璃转变以上,要先后发生弛豫和回复最终达到平衡过冷液态,其中弛豫过程中释放的能量在回复过程中以等量的方式获取,表现出明显记忆行为.本文基于氧化物、金属与小分子等多种非晶形成体系,全面探讨了在围绕玻璃转变的一个冷却加热循环过程中的焓弛豫特征,建立了弛豫谱,发现弛豫焓在数值上与熔化焓密切相关.基于弛豫焓与非晶材料动力学Fragility之间的关联,展示了非晶体系在动力学极限(m=175)条件下的玻璃转变热力学基本特征,与热力学二级相变进行了对比.研究深化了对非晶弛豫与玻璃转变热力学的理解.

玻璃转变,弛豫,强弱性因子

1 引 言

非晶材料由于结构上原子或分子在三维空间的排列而表现出长程无序的特征,使其具有众多独特的性能,得到广泛应用,已成为人类文明发展的基本物质形态之一.无论是传统的无机氧化物玻璃、高分子非晶材料,还是新型金属玻璃与分子非晶药物等,在很多方面均表现出明显优于传统晶体材料的性能.近些年,对于玻璃基本属性以及行为特征的……