Recentemente, o Instituto de Mecánica da Academia Chinesa de Ciencias colaborou con investigadores nacionais e estranxeiros para facer novos progresos na loita contra o envellecemento dos materiais de vidro, e por primeira vez deuse conta experimentalmente da estrutura extremadamente xuvenil dun vidro metálico típico en unha escala de tempo ultrarrápida.Os resultados relacionados titúlanse Rexuvenecemento extremo ultrarápido de lentes metálicos mediante compresión de choque, publicado en Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
O material de vidro metaestable ten unha tendencia ao envellecemento espontáneo ao estado de equilibrio termodinámico e, ao mesmo tempo, vai acompañado de deterioración das propiedades do material.Non obstante, a través da entrada de enerxía externa, o envellecemento do material de vidro pode rexuvenecer a estrutura (rexuvenecemento).Este proceso anti-envellecemento, por unha banda, contribúe á comprensión básica do complexo comportamento dinámico do vidro, por outra banda, tamén é propicio para a aplicación de enxeñaría de materiais de vidro.Nos últimos anos, para materiais de vidro metálico con amplas perspectivas de aplicación propuxéronse unha serie de métodos de rexuvenecemento estrutural baseados na deformación non afín co fin de controlar eficazmente as propiedades mecánicas e físicas dos materiais.Non obstante, todos os métodos de rexuvenecemento anteriores funcionan con niveis de estrés máis baixos e requiren unha escala de tempo suficientemente longa e, polo tanto, teñen grandes limitacións.
Os investigadores, baseados na tecnoloxía de impacto de placas de dobre obxectivo do dispositivo de pistola de gas lixeiro, decatáronse de que o típico vidro metálico a base de circonio rexuveneceuse rapidamente a un alto nivel nuns 365 nanosegundos (un millonésima parte do tempo que tarda unha persoa en pestanexar un ollo).A entalpía está moi desordenada.O reto desta tecnoloxía é aplicar varias cargas dun só pulso a nivel de GPa e descarga automática transitoria ao vidro metálico, para evitar a falla dinámica de materiais como as bandas de cizallamento e a espalación;ao mesmo tempo, controlando a velocidade de impacto do volante, o metal O rápido rexuvenecemento do vidro "conxela" a diferentes niveis.
Os investigadores realizaron un estudo exhaustivo sobre o proceso de rexuvenecemento ultrarrápido do vidro metálico desde as perspectivas da termodinámica, a estrutura multiescala e a dinámica de fonóns "pico de Bose", revelando que o rexuvenecemento da estrutura de vidro provén de cúmulos a nanoescala.Volume libre inducido polo modo de "transición de corte".En base a este mecanismo físico, defínese un número de Deborah adimensional, que explica a posibilidade da escala temporal de rexuvenecemento ultrarrápido do vidro metálico.Este traballo aumentou a escala de tempo para o rexuvenecemento das estruturas de vidro metálico en polo menos 10 ordes de magnitude, ampliou os campos de aplicación deste tipo de material e afondou a comprensión da xente sobre a dinámica ultrarrápida do vidro.
Hora de publicación: Dec-06-2021