Ústav mechaniky Čínskej akadémie vied nedávno spolupracoval s výskumníkmi doma i v zahraničí na dosiahnutí nového pokroku v anti-aging sklených materiálov a prvýkrát experimentálne realizoval mimoriadne mladistvú štruktúru typického kovového skla v r. ultrarýchly časový rozsah.Súvisiace výsledky sú nazvané Ultrarýchle extrémne omladenie kovových skiel nárazovou kompresiou, publikované v Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Metastabilný sklenený materiál má tendenciu samovoľného starnutia do termodynamického rovnovážneho stavu a zároveň je sprevádzaný zhoršovaním vlastností materiálu.Avšak prostredníctvom vstupu vonkajšej energie môže starnúci sklenený materiál omladiť štruktúru (omladenie).Tento proces proti starnutiu na jednej strane prispieva k základnému pochopeniu komplexného dynamického správania skla, na druhej strane tiež prispieva k inžinierskej aplikácii sklenených materiálov.V posledných rokoch bola pre kovové sklenené materiály so širokými aplikačnými vyhliadkami navrhnutá séria štrukturálnych omladzovacích metód založených na neafinnej deformácii s cieľom efektívne kontrolovať mechanické a fyzikálne vlastnosti materiálov.Všetky doterajšie omladzovacie metódy však fungujú pri nižšej úrovni stresu a vyžadujú dostatočne dlhý časový rozsah, a preto majú veľké obmedzenia.
Výskumníci na základe technológie dvojcieľového nárazu doštičky zariadenia na ľahkú plynovú pištoľ si uvedomili, že typické kovové sklo na báze zirkónu rýchlo omladlo na vysokú úroveň za približne 365 nanosekúnd (jedna milióntina času, ktorý človek potrebuje na žmurknutie. oko).Entalpia je extrémne neusporiadaná.Výzvou tejto technológie je aplikovať niekoľko jednopulzných zaťažení na úrovni GPa a prechodného automatického vykladania na kovové sklo, aby sa predišlo dynamickému zlyhaniu materiálov, ako sú šmykové pásy a odlupovanie;zároveň riadením rýchlosti dopadu letca kov Rýchle omladenie skla „zamrzne“ na rôznych úrovniach.
Výskumníci vykonali komplexnú štúdiu o ultrarýchlom procese omladzovania kovového skla z hľadiska termodynamiky, viacúrovňovej štruktúry a fonónovej dynamiky „Bose peak“, pričom odhalili, že omladenie štruktúry skla pochádza z nano-zhlukov.Voľný objem vyvolaný režimom „šmykového prechodu“.Na základe tohto fyzikálneho mechanizmu je definované bezrozmerné číslo Deborah, ktoré vysvetľuje možnosť časového rozsahu ultrarýchleho omladenia kovového skla.Táto práca zvýšila časový rozsah pre omladenie kovových sklenených štruktúr najmenej o 10 rádov, rozšírila oblasti použitia tohto typu materiálu a prehĺbila pochopenie ľudí pre ultrarýchlu dynamiku skla.
Čas odoslania: 06. december 2021