Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas Mehānikas institūts ir sadarbojies ar pētniekiem mājās un ārvalstīs, lai panāktu jaunu progresu stikla materiālu novecošanā, un pirmo reizi eksperimentāli saprata tipiska metāla stikla ārkārtīgi jauneklīgo struktūru īpaši ātrā laika mērogā. Saistīto rezultātu nosaukums ir īpaši ātra metāla brilles ārkārtēja atjaunošanās ar šoka saspiešanu, kas publicēta Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Metastable stikla materiālam ir tendence spontāni novecot līdz termodinamiskā līdzsvara stāvoklim, un tajā pašā laikā to pavada materiāla īpašību pasliktināšanās. Tomēr, ievadot ārējo enerģiju, novecojošais stikla materiāls var atjaunot struktūru (atjaunošanās). Šis pretnovecošanās process, no vienas puses, veicina stikla sarežģītās dinamiskās izturēšanās pamatzināšanu, no otras puses, tas arī veicina stikla materiālu lietošanu inženierijā. Pēdējos gados metāliskiem stikla materiāliem ar plašām pielietojuma perspektīvām ir ierosināta virkne strukturālu atjaunošanas metožu, kuras pamatā ir deformācija, lai efektīvi kontrolētu materiālu mehāniskās un fiziskās īpašības. Tomēr visas iepriekšējās atjaunošanas metodes darbojas zemākā stresa līmenī, un tai nepieciešama pietiekami ilga laika skala, un tāpēc tām ir lieliski ierobežojumi.
Pētnieki, kuru pamatā ir gaismas gāzes pistoles ierīces divkāršā mērķa plāksnes trieciena tehnoloģija, saprata, ka tipiskais cirkonija bāzes metāliskais stikls ātri atjaunojas līdz augstam līmenim aptuveni 365 nanosekundēs (viena miljonai laika, kas nepieciešams personai, lai mirgotu acs). Entalpija ir ārkārtīgi nesakārtota. Šīs tehnoloģijas izaicinājums ir piemērot vairākas GPA līmeņa viena impulsa slodzes un pārejošu automātisku izkraušanu metāliskā stiklā, lai izvairītos no tādu materiālu, piemēram, bīdes joslu un spallācijas, dinamiskas kļūmes; Tajā pašā laikā, kontrolējot skrejlapas trieciena ātrumu, metāls stikla “sasalst” ātra atjaunošanās dažādos līmeņos.
Pētnieki ir veikuši visaptverošu pētījumu par īpaši ātru metāliskā stikla atjaunošanas procesu no termodinamikas, vairāku mērogu struktūras un fononu dinamikas “Bose Peak” perspektīvām, atklājot, ka stikla struktūras atjaunošana nāk no nano-mēroga kopām. Brīvs tilpums, ko izraisa “bīdes pārejas” režīms. Balstoties uz šo fizisko mehānismu, tiek definēts bezizmēra Deborah skaitlis, kas izskaidro īpaši ātru metāliskā stikla atjaunošanās laika skalas iespēju. Šis darbs ir palielinājis laika skalu metālisko stikla struktūru atjaunošanai vismaz par 10 lieluma kārtām, paplašināja šāda veida materiālu pielietojuma laukus un padziļināja cilvēku izpratni par stikla īpaši ātri dinamiku.
Pasta laiks: Dec-06-2021