A közelmúltban a Kínai Tudományos Akadémia Mechanikai Intézete együttműködött hazai és külföldi kutatókkal annak érdekében, hogy új előrelépéseket tegyen az üveganyagok öregedésgátlásában, és először kísérleti úton valósította meg egy tipikus fémüveg rendkívül fiatalos szerkezetét ultragyors időskála.A kapcsolódó eredmények a fémüvegek ultragyors, extrém megfiatalítása sokkkompresszióval címet viselik, közzétéve a Science Advances-ben (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
A metastabil üveganyag hajlamos spontán elöregedni a termodinamikai egyensúlyi állapotba, ugyanakkor az anyagtulajdonságok romlásával jár.Az öregedő üveganyag azonban külső energia bevitele révén képes megfiatalítani a szerkezetet (rejuvenáció).Ez az öregedésgátló folyamat egyrészt hozzájárul az üveg komplex dinamikus viselkedésének alapvető megértéséhez, másrészt elősegíti az üveganyagok mérnöki alkalmazását is.Az elmúlt években a széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkező fémüveg anyagokhoz számos, nem affin deformáción alapuló szerkezeti megújítási módszert javasoltak az anyagok mechanikai és fizikai tulajdonságainak hatékony szabályozására.Azonban minden korábbi fiatalító módszer alacsonyabb stresszszinten működik, és kellően hosszú időt igényel, ezért nagy korlátai vannak.
A könnyű gázpisztoly kettős céltáblás ütközési technológiája alapján a kutatók rájöttek, hogy a tipikus cirkónium alapú fémüveg körülbelül 365 nanomásodperc alatt gyorsan megfiatalodik magas szintre (az idő egy milliomod része, amely ahhoz szükséges, hogy egy ember pislogjon szem).Az entalpia rendkívül rendezetlen.Ennek a technológiának a kihívása az, hogy több GPa-szintű egyimpulzusos terhelést és tranziens automatikus ürítést alkalmazzon a fémüvegen, hogy elkerülje az anyagok dinamikus tönkremenetelét, mint például a nyírószalagok és a pattanás;ugyanakkor a szórólap ütközési sebességének szabályozásával a fém Az üveg gyors megfiatalodása különböző szinteken „lefagy”.
A kutatók átfogó tanulmányt készítettek a fémüveg ultragyors megfiatalítási folyamatáról a termodinamika, a többléptékű szerkezet és a fonondinamika „Bose-csúcs” szemszögéből, feltárva, hogy az üvegszerkezet megfiatalítása nanoméretű klaszterekből származik.A „nyírási átmenet” mód által kiváltott szabad hangerő.E fizikai mechanizmus alapján egy dimenzió nélküli Deborah-számot határoznak meg, amely megmagyarázza a fémüveg ultragyors megfiatalításának időskálájának lehetőségét.Ez a munka legalább 10 nagyságrenddel megnövelte a fémes üvegszerkezetek megújításának időskáláját, kibővítette az ilyen típusú anyagok felhasználási területeit, és elmélyítette az emberek megértését az üveg ultragyors dinamikájáról.
Feladás időpontja: 2021. december 06