Нядаўна Інстытут механікі Акадэміі навук Кітая супрацоўнічае з даследчыкамі ў краіне і за мяжой, каб дасягнуць новага прагрэсу ў барацьбе са старэннем шкляных матэрыялаў, і ўпершыню эксперыментальна рэалізаваў надзвычай маладую структуру тыповага металічнага шкла ў звышхуткая шкала часу.Адпаведныя вынікі апублікаваны ў Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)) пад назвай «Звышхуткае экстрэмальнае амаладжэнне металічных шклоў шляхам ударнага сціску».
Метастабільны шкляны матэрыял мае тэндэнцыю самаадвольнага старэння да стану тэрмадынамічнай раўнавагі, і ў той жа час гэта суправаджаецца пагаршэннем уласцівасцяў матэрыялу.Аднак праз увод знешняй энергіі старэючы шкляны матэрыял можа амаладзіць структуру (амаладжэнне).Гэты працэс супраць старэння, з аднаго боку, спрыяе базаваму разуменню складаных дынамічных паводзін шкла, з другога боку, ён таксама спрыяе інжынернаму прымяненню шкляных матэрыялаў.У апошнія гады для матэрыялаў з металічнага шкла з шырокімі перспектывамі прымянення быў прапанаваны шэраг метадаў структурнага амаладжэння, заснаваных на неафіннай дэфармацыі, каб эфектыўна кантраляваць механічныя і фізічныя ўласцівасці матэрыялаў.Аднак усе папярэднія метады амаладжэння дзейнічаюць пры меншым узроўні стрэсу і патрабуюць дастаткова доўгага часу, а таму маюць вялікія абмежаванні.
Даследчыкі, абапіраючыся на тэхналогію ўдару падвойнай мішэні пласціны прылады лёгкага газавага пісталета, зразумелі, што тыповае металічнае шкло на аснове цырконія хутка аднаўляецца да высокага ўзроўню прыкладна за 365 нанасекунд (адна мільённая доля часу, які патрабуецца чалавеку, каб міргнуць вока).Энтальпія надзвычай неўпарадкаваная.Задача гэтай тэхналогіі заключаецца ў прымяненні некалькіх аднаімпульсных нагрузак на ўзроўні ГПа і пераходнай аўтаматычнай разгрузкі да металічнага шкла, каб пазбегнуць дынамічнага разбурэння такіх матэрыялаў, як паласы зруху і раскол;у той жа час, кіруючы хуткасцю ўдару лятункі, метал Хуткае амаладжэнне шкла «замарожваецца» на розных узроўнях.
Даследчыкі правялі ўсебаковае даследаванне звышхуткага працэсу амаладжэння металічнага шкла з пункту гледжання тэрмадынамікі, шматмаштабнай структуры і фаноннай дынамікі «пік Бозэ», выявіўшы, што амаладжэнне структуры шкла адбываецца з нанапамерных кластараў.Свабодны аб'ём, выкліканы рэжымам "зруху".На аснове гэтага фізічнага механізму вызначана беспамернае лік Дэборы, якое тлумачыць магчымасць звышхуткага амаладжэння металічнага шкла ў часавым маштабе.Гэтая праца павялічыла шкалу часу для амаладжэння канструкцый з металічнага шкла як мінімум на 10 парадкаў, пашырыла вобласці прымянення гэтага тыпу матэрыялу і паглыбіла разуменне людзей звышхуткай дынамікі шкла.
Час публікацыі: 6 снежня 2021 г