刘洪地质地球所的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/liuhong59 地球物理:用量子力学和平均场描述的多尺度系统

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固体破裂与量子电动力学

已有 3382 次阅读 2014-2-21 10:03 |系统分类:科研笔记

   固体的连接,包括电子结构(化学键、化学吸附)和范德华力(物理吸附)。震源物理显示,大陆岩石圈的流变结构特征(Kusznir Ziegler 1992,Pedersen 1994,Fermandez Ranalli,1997,分为(1)脆性摩擦带(2)高压破裂带(地壳脆韧过渡)(3)韧性(幂次定律)(4)高压破裂带(地幔脆韧过渡带)(5)韧性剪切带(6)韧性带。(5)(6)之间的深度为地幔剪切韧性与体韧性过度深度。600公里深源地震存在相变机制(Alexandre Schubnel et al.Deep-Focus Earthquake Analogs Recorded at High Pressure and Temperature in the Laboratory,Science 341, 1377 2013);涉及到能级(本征态、局部势)(T. PouletE. VeveakisK. Regenauer-LiebCrawley,D.A. YuenEpisodic Tremor and Slip: A multi-physical oscillator of Serpentinite in shear zones)。贝氏体钢决定了耐磨性。钛镁合金中加入铌钽,减少脆性,增加韧性。气体分子之间范德华力作用可以忽略。液体分子之间有范德华力,有体积、没形状。液晶有序,范德华力和局部相互作用。固体分子之间,有化学键,即电子结构,电子结构的理论为量子电动力学。

   所有的方程的最大公约数是量子电动力学。量子电动力学描述固体中的电子结构,包括单晶、多晶、自旋玻璃,原子之间以电子云相互连接,电子云结构的远区积分效应为范德华力,支持了吸附、粘性、摩擦。固体从连接过渡到破裂,经历了电子结构破裂、范德华力连接、电子结构修复、电子结构再破裂、范德华力连接等过程,如果范德华力长期大于量子电动力学,则体现为粘性流变,如果电子结构破裂间隔长,为韧性破裂,间隔短为脆性破裂。量子电动力学决定电子结构,部分多粒子电子结构的远区积分,为范德华力,范德华力与电子结构近区相互作用的相对大小,决定了固体结构的破裂过程,范德华力大,表现为韧性破裂,范德华力的作用为电子结构修复争取时间。范德华力小,电子结构不间断的破坏,停止状态时,范德华力很小,为脆性破裂。

 



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