Onlangs heeft het Institute of Mechanics of the Chinese Academy of Sciences samengewerkt met onderzoekers in binnen- en buitenland om nieuwe vooruitgang te boeken in de anti-veroudering van glazen materialen, en voor het eerst realiseerde ze experimenteel de extreem jeugdige structuur van een typisch metaalglas in een ultra-snelle tijdschaal. De bijbehorende resultaten zijn getiteld Ultraskast Extreme Verjonging van metalen bril door schokcompressie, gepubliceerd in Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Het metastabiele glazen materiaal heeft een neiging van spontane veroudering naar de thermodynamische evenwichtstoestand, en tegelijkertijd gaat het gepaard met verslechtering van materiaaleigenschappen. Door de input van externe energie kan het verouderingsglasmateriaal echter de structuur verjongen (verjonging). Dit anti-verouderingsproces enerzijds draagt bij aan het basiskennis van het complexe dynamische gedrag van glas, anderzijds is het ook bevorderlijk voor de technische toepassing van glasmaterialen. In de afgelopen jaren zijn voor metalen glasmaterialen met brede toepassingsvooruitzichten een reeks structurele verjongingsmethoden op basis van niet-affine-vervorming voorgesteld om de mechanische en fysische eigenschappen van de materialen effectief te regelen. Alle eerdere verjongingsmethoden werken echter op lagere stressniveaus en vereisen een voldoende lange tijdschaal en hebben daarom grote beperkingen.
Onderzoekers gebaseerd op de dual-target plaat impacttechnologie van het lichtgasgeweerapparaat, realiseerden zich dat het typische metaalglas gebaseerde metaalglas snel verjongd tot een hoog niveau in ongeveer 365 nanoseconden (een miljoenste van de tijd die een persoon nodig heeft om een oog te knipperen). Enthalpy is extreem ongeordend. De uitdaging van deze technologie is het toepassen van verschillende GPA-niveau single-puls laden en tijdelijke automatische laden op metaalglas, om dynamisch falen van materialen zoals afschuifbanden en spallatie te voorkomen; Tegelijkertijd, door de impactsnelheid van de flyer te regelen, "bevriest" de snelle verjonging van glas op verschillende niveaus.
Onderzoekers hebben een uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar het ultrasnelle verjongingsproces van metaalglas vanuit de perspectieven van thermodynamica, multi-schaal structuur en fonon dynamiek "Bose Peak", onthullend dat de verjonging van de glasstructuur afkomstig is van nano-schaalclusters. Vrij volume veroorzaakt door de modus "Shear Transition". Op basis van dit fysieke mechanisme wordt een dimensieloos Deborah-nummer gedefinieerd, wat de mogelijkheid verklaart van de tijdschaal van ultrasnelle verjonging van metaalglas. Dit werk heeft de tijdschaal voor de verjonging van metalen glasstructuren verhoogd met ten minste 10 orden van grootte, de toepassingsvelden van dit type materiaal uitgebreid en het begrip van mensen in de ultrasnelle dynamiek van glas verdiept.
Posttijd: dec-06-2021