Neseniai Kinijos mokslų akademijos Mechanikos institutas bendradarbiavo su tyrėjais namuose ir užsienyje, siekdamas naujos pažangos stabdant stiklo medžiagų senėjimą, ir pirmą kartą eksperimentiškai suprato itin jaunatvišką tipiško metalinio stiklo struktūrą m. itin greita laiko skalė. Susiję rezultatai pavadinti „Ultragreitas ypatingas metalinių stiklų atjauninimas smūgio suspaudimu“, paskelbti „Science Advances“ (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Metastabili stiklo medžiaga turi tendenciją spontaniškai senti iki termodinaminės pusiausvyros būsenos ir kartu prastėja medžiagos savybės. Tačiau įvedant išorinę energiją, senstanti stiklo medžiaga gali atjauninti struktūrą (atjauninimas). Šis senėjimą stabdantis procesas, viena vertus, padeda suprasti sudėtingą dinamišką stiklo elgesį, kita vertus, jis taip pat yra palankus stiklo medžiagų inžineriniam pritaikymui. Pastaraisiais metais metalinio stiklo medžiagoms, turinčioms platų pritaikymo perspektyvą, buvo pasiūlyta daugybė struktūrinių atjauninimo metodų, pagrįstų neafinine deformacija, siekiant veiksmingai kontroliuoti mechanines ir fizines medžiagų savybes. Tačiau visi ankstesni atjauninimo metodai veikia esant mažesniam streso lygiui ir reikalauja pakankamai ilgo laiko, todėl turi didelių apribojimų.
Tyrėjai, remdamiesi lengvųjų dujų pistoleto dvigubo taikinio smūgio į plokštę technologija, suprato, kad tipiškas cirkonio pagrindu pagamintas metalinis stiklas greitai atsinaujino iki aukšto lygio per maždaug 365 nanosekundes (viena milijonoji laiko, per kurį žmogus mirksėja. akis). Entalpija yra labai netvarkinga. Šios technologijos iššūkis yra taikyti kelis GPa lygio vieno impulso apkrovą ir trumpalaikį automatinį iškrovimą metaliniam stiklui, kad būtų išvengta dinaminio medžiagų gedimo, pvz., šlyties juostų ir išsisluoksniavimo; tuo pat metu, valdant skrajutės smūgio greitį, metalas Spartus stiklo atsinaujinimas „užšąla“ įvairiais lygiais.
Tyrėjai atliko išsamų itin greito metalinio stiklo atjauninimo proceso tyrimą termodinamikos, daugialypės struktūros ir fononų dinamikos požiūriu „Bose peak“, atskleidė, kad stiklo struktūrą atjaunina nano masto klasteriai. Laisvas garsumas, kurį sukelia „šlyties perėjimo“ režimas. Remiantis šiuo fiziniu mechanizmu, apibrėžiamas bematis Deborah skaičius, kuris paaiškina itin greito metalinio stiklo atjauninimo laiko skalės galimybę. Šis darbas padidino metalinio stiklo konstrukcijų atjauninimo laiką bent 10 dydžių, išplėtė šio tipo medžiagų taikymo sritis ir pagilino žmonių supratimą apie itin greitą stiklo dinamiką.
Paskelbimo laikas: 2021-06-06