Nyligen har Institute of Mechanics of the Chinese Academy of Sciences samarbetat med forskare hemma och utomlands för att göra nya framsteg i anti-aging av glasmaterial, och för första gången experimentellt realiserade den extremt ungdomliga strukturen i ett typiskt metallglas i en ultra-snabb tidsskala. De relaterade resultaten har titeln Ultrafast Extreme föryngring av metallglas genom chockkomprimering, publicerad i Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Det metastabla glasmaterialet har en tendens att spontant åldrande till det termodynamiska jämviktstillståndet, och samtidigt åtföljs det av försämring av materialegenskaper. Genom ingången av yttre energi kan emellertid åldrande glasmaterial föryngra strukturen (föryngring). Denna anti-aging-process å ena sidan bidrar till den grundläggande förståelsen för det komplexa dynamiska beteendet hos glas, å andra sidan bidrar det också till den tekniska tillämpningen av glasmaterial. Under de senaste åren, för metallglasmaterial med breda appliceringsutsikter, har en serie strukturella föryngringsmetoder baserade på icke-affindeformation föreslagits för att effektivt kontrollera de mekaniska och fysiska egenskaperna hos materialen. Men alla tidigare föryngringsmetoder fungerar på lägre stressnivåer och kräver en tillräckligt lång tidsskala och har därför stora begränsningar.
Forskare baserade på den dubbla målplattan Impact-tekniken för den lätta gaspistolanordningen insåg att det typiska zirkoniumbaserade metallglaset snabbt föryngras till en hög nivå i cirka 365 nanosekunder (en miljon del av tiden det tar för en person att blinka ett öga). Entalpi är extremt störd. Utmaningen med denna teknik är att tillämpa flera GPA-nivåer med en enda pulslastning och övergående automatisk lossning till metallglas för att undvika dynamiskt fel i material som skjuvband och spallation; Samtidigt, genom att kontrollera påverkan på flygbladet, fryser metallen den snabba föryngringen av glas "fryser" på olika nivåer.
Forskare har genomfört en omfattande studie om den ultrasnabba föryngringsprocessen av metallglas från perspektivet på termodynamik, flerskaliga strukturer och phonon-dynamik "Bose Peak", vilket avslöjar att föryngringen av glasstruktur kommer från nano-skala kluster. Gratis volym inducerad av läget "skjuvövergång". Baserat på denna fysiska mekanism definieras ett dimensionslöst Deborah-nummer, vilket förklarar möjligheten till tidsskalan för ultra-snabb föryngring av metallglas. Detta arbete har ökat tidsskalan för föryngring av metallglasstrukturer med minst 10 storleksordningar, utvidgat applikationsfälten för denna typ av material och fördjupade människors förståelse av den ultrasnabba dynamiken i glas.
Posttid: dec-06-2021