Πρόσφατα, το Ινστιτούτο Μηχανικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών συνεργάστηκε με ερευνητές στο εσωτερικό και στο εξωτερικό για να σημειώσει νέα πρόοδο στην αντιγήρανση γυάλινων υλικών και για πρώτη φορά αντιλήφθηκε πειραματικά την εξαιρετικά νεανική δομή ενός τυπικού μεταλλικού γυαλιού σε μια εξαιρετικά γρήγορη κλίμακα χρόνου.Τα σχετικά αποτελέσματα φέρουν τον τίτλο Υπερταχεία ακραία αναζωογόνηση μεταλλικών γυαλιών με συμπίεση κραδασμών, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Το μετασταθερό γυάλινο υλικό έχει μια τάση αυθόρμητης γήρανσης στη θερμοδυναμική κατάσταση ισορροπίας και ταυτόχρονα συνοδεύεται από επιδείνωση των ιδιοτήτων του υλικού.Ωστόσο, μέσω της εισροής εξωτερικής ενέργειας, το γερασμένο γυάλινο υλικό μπορεί να αναζωογονήσει τη δομή (αναζωογόνηση).Αυτή η διαδικασία αντιγήρανσης αφενός συμβάλλει στη βασική κατανόηση της πολύπλοκης δυναμικής συμπεριφοράς του γυαλιού, αφετέρου συμβάλλει επίσης στη μηχανική εφαρμογή υλικών γυαλιού.Τα τελευταία χρόνια, για υλικά από μεταλλικό γυαλί με ευρείες προοπτικές εφαρμογής, έχουν προταθεί μια σειρά μεθόδων δομικής αναζωογόνησης που βασίζονται σε παραμόρφωση χωρίς συγκολλητικό υλικό για τον αποτελεσματικό έλεγχο των μηχανικών και φυσικών ιδιοτήτων των υλικών.Ωστόσο, όλες οι προηγούμενες μέθοδοι αναζωογόνησης λειτουργούν σε χαμηλότερα επίπεδα στρες και απαιτούν μια αρκετά μεγάλη χρονική κλίμακα και επομένως έχουν μεγάλους περιορισμούς.
Οι ερευνητές που βασίστηκαν στην τεχνολογία πρόσκρουσης πλάκας διπλού στόχου της συσκευής ελαφρού όπλου αερίου, συνειδητοποίησαν ότι το τυπικό μεταλλικό γυαλί με βάση το ζιρκόνιο αναζωογονήθηκε γρήγορα σε υψηλό επίπεδο σε περίπου 365 νανοδευτερόλεπτα (το ένα εκατομμυριοστό του χρόνου που χρειάζεται για να αναβοσβήσει ένα μάτι).Η ενθαλπία είναι εξαιρετικά διαταραγμένη.Η πρόκληση αυτής της τεχνολογίας είναι η εφαρμογή πολλών μονοπαλμικής φόρτισης σε επίπεδο GPa και προσωρινής αυτόματης εκφόρτωσης σε μεταλλικό γυαλί, έτσι ώστε να αποφευχθεί η δυναμική αστοχία υλικών όπως οι ζώνες διάτμησης και η καταπόνηση.Ταυτόχρονα, ελέγχοντας την ταχύτητα πρόσκρουσης του ιπτάμενου, το μέταλλο Η γρήγορη αναζωογόνηση του γυαλιού «παγώνει» σε διαφορετικά επίπεδα.
Οι ερευνητές διεξήγαγαν μια ολοκληρωμένη μελέτη για την εξαιρετικά γρήγορη διαδικασία αναζωογόνησης του μεταλλικού γυαλιού από την οπτική γωνία της θερμοδυναμικής, της δομής πολλαπλών κλιμάκων και της δυναμικής των φωνονίων «Bose peak», αποκαλύπτοντας ότι η αναζωογόνηση της γυάλινης δομής προέρχεται από συμπλέγματα νανοκλίμακας.Ελεύθερος όγκος που προκαλείται από τη λειτουργία "διατμητική μετάβαση".Με βάση αυτόν τον φυσικό μηχανισμό, ορίζεται ένας αδιάστατος αριθμός Deborah, ο οποίος εξηγεί τη δυνατότητα της χρονικής κλίμακας της εξαιρετικά γρήγορης αναζωογόνησης του μεταλλικού γυαλιού.Αυτή η εργασία αύξησε τη χρονική κλίμακα για την αναζωογόνηση μεταλλικών δομών γυαλιού κατά τουλάχιστον 10 τάξεις μεγέθους, διεύρυνε τα πεδία εφαρμογής αυτού του τύπου υλικού και εμβάθυνε την κατανόηση των ανθρώπων για την εξαιρετικά γρήγορη δυναμική του γυαλιού.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-06-2021