多体相互作用体系中的弛豫与扩散:一个尚未解决的问题

文章目的在于引起国内研究团体对一系列复杂相互作用体系中的弛豫和扩散的普适性进行关注.研究发现,无论是不同的化学结构(如无机物、有机物、聚合物、生物分子、胶体、金属和离子导电材料),还是不同的物理状态(如晶态、玻璃态、液体、熔体、混合体系和含水系统),以及不同的尺度(如从块体至纳米),这种普适性无处不在[K.L.Ngai.Relaxation and Diffusion in Complex Systems.NewYork:Springer,2011].该现象起源于多体系统的不可逆过程,取决于一些基本物理定律,与非简谐势引发的经典混沌有关.重新认识这种普适性不仅对众多不同领域的发展有利,而且能进一步弄清楚多体系统中的弛豫与扩散问题——一个重要而又未解决的物理问题.作者提出的耦合模型尽管不是一个严格而完整的答案,但却能够预测多体系统的弛豫和扩散特征,而且与实验结果吻合.基于该模型,绝大多数多体系统中的弛豫与扩散行为是相似的.该模型有望为这一难题的彻底解决奠定基石.     

硬磁性Nd60Al10Fe20Co10大块金属玻璃的玻璃转变和晶化过程

采用动态力学热分析（DMTA）,示差扫描量热法（DSC）,X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）考察了Nd60Al10Fe20Co10大块金属玻璃（BMG）的玻璃转变,晶化过程及晶化过程对磁性能的影响规律. 结果表明用DMTA方法确定Nd60Al10Fe20Co10 BMG在10 K/s的升温速率下玻璃转变温度为480 K,初始晶化温度为588 K. 晶化过程为：非晶→非晶＋亚稳FeNdAl新相→非晶＋初晶δ相→初晶δ相＋共晶δ相＋Nd3Al＋Nd3Co. 该体系合金具有硬磁性是由于合金中存在高度弛豫的非晶相,完全晶化后材料的硬磁性消失.     

玻璃形成体系中的β弛豫

一定压强下对液体进行冷却,若避免晶化,则冷却中液体不可避免地转变为典型非晶态固体——玻璃.这种现象称为玻璃转变,是一种普遍存在的自然现象,涉及多体相互关联体系中众多基础理论问题.近几十年以来,玻璃转变问题的探索过程中,弛豫存在的普适性、其机理/物理图像及其对液体和玻璃性能认知的影响等一直是争论的热点.在梳理β弛豫研究进展的同时,本文尝试对未来β弛豫研究方向进行展望.     

新型Pr基大块非晶及其特性研究

用铜模吸铸法获得了直径为5mm的一种新的Pr基大块非晶.与以往其他稀土-过渡金属(RE-TM)大块非晶不同的是，这种新的Pr基大块非晶具有明显的玻璃转变和稳定的过冷液相区，且其玻璃转变温度在目前已知的大块非晶中是最低的，T_g=409K.研究了该大块非晶的玻璃转变动力学，并给出了Kauzmann温度T_k、Vogel-Fulcher温度T⁰_g及脆性参数m等重要参数. 关键词： 大块非晶 玻璃转变 脆性参数m     

玻璃转变研究进展

玻璃转变是凝聚态物理基础理论中的一个重要问题和难题，是涉及动力学和热力学的众多前沿问题．玻璃转变的理论一直在不断的发展和更新．从20世纪50年代出现的自由体积理论到现在还在不断完善的模态耦合理论及其他众多理论，都只能解决玻璃转变中的某些问题．一个完整的玻璃转变理论仍需要人们作艰苦的努力．为了澄清混淆不清的玻璃转变概念，文章就玻璃转变的概念、研究内容和有关理论的发展进行简述．在分析了几个占主导地位的玻璃转变理论后，阐述了玻璃转变中需要进一步深入研究的问题．     

Directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship

This paper reports the investigation results on directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy in the SZ2 unmanned spaceship. The analysis shows that microgravity has influence on the directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy. The eutectic colony in space-grown sample is larger than that in ground-grown sample, and the directional effect is not so good as that of terrestrial sample. But there is no obvious difference in the lamellar thickness between these samples, and lamellar interspacing in space sample is smaller than that grown on the ground. A simple discussion is done on the gravity effect on the directional growth of Al-Mg2Si eutectic alloy.     

Al-Mg2Si共晶合金在“神舟2号”飞船上定向复合生长

在我国“神舟2号”飞船上进行的Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长样品的初步分析结果. 分析表明微重力对Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长有影响. 空间凝固样品中的共晶团比地面的粗大, 定向生长效果比地面样品的差, 但片层厚度没有显示出明显差异, 而空间样品中平均片层间距比地面样品中的小. 并就空间环境对Al-Mg₂Si共晶合金的定向生长的影响进行了讨论.     

非晶材料与物理近期研究进展

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.     

块体金属玻璃Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5的超导与负电阻温度系数

测量了块体金属玻璃Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5在退火前后其电阻值随温度的变化,测量的温度范围为1.5-300K.样品在退火前后都发现有超导现象.零磁场下其超导转变温度Tc分别为1.84和3.76K.在5-300K温度范围内,原始样品具有负的电阻温度系数.如果取Zr,Ti,Cu,Ni及Be分别贡献出1.5,1.5,0.5,0.5及两个传导电子,则可以用扩展的Faber-Ziman理论去解释原始样品的负电阻温度系数.还对块体金属玻璃Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5在温度范围5-300K之间的R(T)曲线用一个多项式进行了拟合.     

块体金属玻璃Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5的超导与负电阻温度系数

测量了块体金属玻璃Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5在退火前后其电阻值随温度的变化,测量的温度范围为1.5—300K.样品在退火前后都发现有超导现象.零磁场下其超导转变温度T_c分别为1.84和3.76K.在5—300K温度范围内,原始样品具有负的电阻温度系数.如果取Zr, Ti, Cu, Ni及Be分别贡献出1.5, 1.5, 0.5, 0.5及两个传导 关键词： 块体金属玻璃 超导 电阻温度系数