Recent, Institutul de Mecanică al Academiei Chineze de Științe a cooperat cu cercetători din țară și din străinătate pentru a face noi progrese în anti-îmbătrânirea materialelor din sticlă și, pentru prima dată, a realizat experimental structura extrem de tânără a unui sticle metalic tipic în o scară de timp ultra-rapidă. Rezultatele aferente sunt intitulate Întinerirea extremă ultrarapidă a ochelarilor metalici prin compresie de șoc, publicată în Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Materialul de sticlă metastabil are o tendință de îmbătrânire spontană la starea de echilibru termodinamic și, în același timp, este însoțit de deteriorarea proprietăților materialului. Cu toate acestea, prin aportul de energie externă, materialul de sticlă îmbătrânit poate întineri structura (întinerire). Acest proces anti-îmbătrânire, pe de o parte, contribuie la înțelegerea de bază a comportamentului dinamic complex al sticlei, pe de altă parte, este, de asemenea, propice pentru aplicarea ingineriei a materialelor din sticlă. În ultimii ani, pentru materialele din sticlă metalică cu perspective largi de aplicare, au fost propuse o serie de metode de întinerire structurală bazate pe deformare neafină pentru a controla eficient proprietățile mecanice și fizice ale materialelor. Cu toate acestea, toate metodele anterioare de întinerire funcționează la niveluri mai scăzute de stres și necesită o scală de timp suficient de lungă și, prin urmare, au limite mari.
Cercetătorii bazați pe tehnologia de impact cu plăci duble-țintă a dispozitivului de pistol cu gaz ușor, au realizat că sticla metalic tipică pe bază de zirconiu a întinerit rapid la un nivel ridicat în aproximativ 365 de nanosecunde (o milioneme din timpul necesar unei persoane pentru a clipi ochi). Entalpia este extrem de dezordonată. Provocarea acestei tehnologii este de a aplica mai multe încărcări cu un singur impuls la nivel GPa și descărcare automată tranzitorie pe sticla metalică, astfel încât să se evite defectarea dinamică a materialelor precum benzile de forfecare și spalația; în același timp, prin controlul vitezei de impact a zburătoarei, metalul Întinerirea rapidă a sticlei „îngheață” la diferite niveluri.
Cercetătorii au efectuat un studiu cuprinzător asupra procesului de întinerire ultra-rapid al sticlei metalice din perspectiva termodinamicii, structurii multiscale și dinamicii fononilor „Vârful Bose”, dezvăluind că întinerirea structurii sticlei provine din clustere la scară nanometrică. Volum liber indus de modul „tranziție de forfecare”. Pe baza acestui mecanism fizic, se definește un număr Deborah adimensional, ceea ce explică posibilitatea scării de timp de întinerire ultra-rapidă a sticlei metalice. Această lucrare a mărit scala de timp pentru întinerirea structurilor metalice de sticlă cu cel puțin 10 ordine de mărime, a extins câmpurile de aplicare ale acestui tip de material și a aprofundat înțelegerea oamenilor cu privire la dinamica ultrarapidă a sticlei.
Ora postării: 06-12-2021