Hiljuti tegi Hiina Teaduste Akadeemia Mehaanika Instituut koostööd kodu- ja välismaiste teadlastega, et saavutada uusi edusamme klaasmaterjalide vananemisvastases võitluses ning esimest korda eksperimentaalselt mõistnud tüüpilise metallklaasi äärmiselt nooruslikku struktuuri. ülikiire ajaskaala.Seotud tulemused kannavad pealkirja Ultrakiire äärmine metallklaaside noorendamine šoki kokkusurumise abil, avaldatud ajakirjas Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Metastabiilsel klaasmaterjalil on kalduvus spontaanselt vananeda termodünaamilise tasakaalu olekusse ja samal ajal kaasneb sellega materjali omaduste halvenemine.Küll aga saab vananev klaasmaterjal välise energia sisendi kaudu struktuuri noorendada (noorendus).See vananemisvastane protsess ühelt poolt aitab kaasa klaasi keeruka dünaamilise käitumise põhimõistmisele, teiselt poolt soodustab see ka klaasimaterjalide insenerirakendust.Viimastel aastatel on laialdaste kasutusvõimalustega metallklaasmaterjalide jaoks välja pakutud rida mitteafiinsel deformatsioonil põhinevaid struktuurse noorendamise meetodeid, et tõhusalt kontrollida materjalide mehaanilisi ja füüsikalisi omadusi.Kõik varasemad noorendamise meetodid töötavad aga madalamal stressitasemel ja nõuavad piisavalt pikka ajaskaalat ning seetõttu on neil suured piirangud.
Kerggaasipüstoli seadme kahe sihtmärgiga plaadilöökide tehnoloogial põhinevad teadlased mõistsid, et tüüpiline tsirkooniumipõhine metallklaas uuenes kiiresti kõrgele tasemele umbes 365 nanosekundi jooksul (miljonik ajast, mis kulub inimesel silma pilgutamiseks. silm).Entalpia on äärmiselt segane.Selle tehnoloogia väljakutseks on rakendada metallklaasile mitut GPa-tasemel üheimpulsslist laadimist ja mööduvat automaatset mahalaadimist, et vältida materjalide dünaamilisi rikkeid, nagu nihkeribad ja lõhenemine;samal ajal flaieri löögikiirust kontrollides “külmub” metall Klaasi kiire noorendamine erinevatel tasanditel.
Teadlased on viinud läbi põhjaliku uuringu metallklaasi ülikiire noorendamise protsessi kohta termodünaamika, mitmeskaalalise struktuuri ja fononide dünaamika vaatenurgast "Bose peak", mis näitab, et klaasi struktuuri noorendamine tuleneb nanomõõtmelistest klastritest.Vaba helitugevus, mis on põhjustatud nihkeülemineku režiimist.Selle füüsikalise mehhanismi alusel defineeritakse mõõtmeteta Deborahi arv, mis selgitab metallklaasi ülikiire noorendamise ajaskaala võimalikkust.See töö on suurendanud metallklaaskonstruktsioonide noorendamise ajaskaalat vähemalt 10 suurusjärgu võrra, laiendanud seda tüüpi materjalide kasutusvaldkondi ning süvendanud inimeste arusaamist klaasi ülikiirest dünaamikast.
Postitusaeg: 06. detsember 2021