Nedávno inštitút mechaniky Čínskej akadémie vied spolupracoval s výskumníkmi doma aj v zahraničí s cieľom dosiahnuť nový pokrok v anti-starnutí sklenených materiálov a po prvýkrát experimentálne realizoval mimoriadne mladistvú štruktúru typického kovového skla v ultra rýchlej časovej meradle. Súvisiace výsledky sú nazvané ultrarýchle extrémne omladenie kovových okuliarov šokom kompresie, publikované v Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Metastabilný sklenený materiál má tendenciu spontánneho starnutia do stavu termodynamickej rovnováhy a zároveň je sprevádzaný zhoršením vlastností materiálu. Avšak prostredníctvom vstupu vonkajšej energie môže starnúci sklenený materiál omladiť štruktúru (omladenie). Tento proces proti starnutiu na jednej strane prispieva k základnému porozumeniu komplexného dynamického správania skla, na druhej strane tiež vedie k inžinierskej aplikácii sklenených materiálov. V posledných rokoch sa v prípade kovových sklenených materiálov so širokými vyhliadkami na aplikáciu navrhol séria metód štrukturálneho omladenia založených na deformácii, ktorá nie je prínosom, aby sa efektívne riadili mechanické a fyzikálne vlastnosti materiálov. Všetky predchádzajúce metódy omladenia však fungujú pri nižších úrovniach stresu a vyžadujú dostatočne dlhý čas, a preto majú veľké obmedzenia.
Vedci založené na technológii nárazovej technológie s dvoma cieľovými doskami zariadenia na ľahké plynové pištole si uvedomili, že typické kovové sklo na báze zirkónia sa rýchlo omladilo na vysokú úroveň v približne 365 nanosekúnd (jeden milióntiny času, ktorý trvá, kým osoba blikala oko). Entalpia je mimoriadne narušená. Výzvou tejto technológie je uplatniť niekoľko nakladacích a automatického vykladania na úrovni GPA na kovové sklo, aby sa predišlo dynamickému zlyhaniu materiálov, ako sú strihové pásy a spala; Súčasne ovládaním rýchlosti nárazu letáka kov rýchlo omladenie „zmrzlých“ skla na rôznych úrovniach.
Vedci uskutočnili komplexnú štúdiu o procese ultra rýchlych omladení kovového skla z perspektív termodynamiky, viacúrovňovej štruktúry a fonónovej dynamiky „Bose Peak“, čo odhaľuje, že omladenie sklenenej štruktúry pochádza z nano-mierkových zhlukov. Voľný objem vyvolaný režimom „šmykového prechodu“. Na základe tohto fyzikálneho mechanizmu je definované bezrozmerné číslo Deborah, ktoré vysvetľuje možnosť časového stupňa ultra rýchleho omladenia kovového skla. Táto práca zvýšila časovú škálu pre omladenie kovových sklenených štruktúr o najmenej 10 rádov, rozšírila aplikačné polia tohto typu materiálu a prehĺbila porozumenie ultrarýchle dynamiky skla ľudí.
Čas príspevku: december 06-2021