Pred kratkim je Inštitut za mehaniko Kitajske akademije znanosti sodeloval z raziskovalci doma in v tujini, da bi dosegel nov napredek pri preprečevanju staranja steklenih materialov in prvič eksperimentalno spoznal izjemno mladostno strukturo tipičnega kovinskega stekla v ultra hitra časovna lestvica.Povezani rezultati so naslovljeni Ultrahitro ekstremno pomlajevanje kovinskih stekel z udarnim stiskanjem, objavljeni v Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Metastabilni stekleni material je nagnjen k spontanemu staranju do termodinamičnega ravnotežnega stanja, hkrati pa ga spremlja poslabšanje lastnosti materiala.Z vnosom zunanje energije pa lahko staranje steklenega materiala pomladi strukturo (pomlajevanje).Ta proces proti staranju po eni strani prispeva k osnovnemu razumevanju kompleksnega dinamičnega obnašanja stekla, po drugi strani pa je tudi ugoden za inženirsko uporabo steklenih materialov.V zadnjih letih je bila za materiale iz kovinskega stekla s širokimi možnostmi uporabe predlagana vrsta strukturnih metod pomlajevanja, ki temeljijo na neafini deformaciji, da bi učinkovito nadzorovali mehanske in fizikalne lastnosti materialov.Vse dosedanje metode pomlajevanja pa delujejo pri nižjih stopnjah stresa in zahtevajo dovolj dolgo časovno obdobje, zato imajo velike omejitve.
Raziskovalci, ki so temeljili na tehnologiji udarca z dvojno tarčno ploščo naprave za lahke plinske pištole, so ugotovili, da se tipično kovinsko steklo na osnovi cirkonija hitro pomladi na visoko raven v približno 365 nanosekundah (ena milijoninka časa, ki ga potrebuje oseba, da pomežikne oko).Entalpija je zelo neurejena.Izziv te tehnologije je uporabiti več obremenitev z enim impulzom na ravni GPa in prehodno samodejno razbremenitev kovinskega stekla, da bi se izognili dinamični okvari materialov, kot so strižni trakovi in lomljenje;hkrati pa z nadzorom udarne hitrosti letaka kovina Hitro pomlajevanje stekla »zamrzne« na različnih ravneh.
Raziskovalci so izvedli obsežno študijo o ultra hitrem procesu pomlajevanja kovinskega stekla z vidika termodinamike, strukture na več lestvicah in fononske dinamike "Bose peak", ki je razkrila, da pomlajevanje strukture stekla prihaja iz grozdov v nano merilu.Prosti volumen, povzročen z načinom "strižnega prehoda".Na podlagi tega fizikalnega mehanizma je definirano brezdimenzionalno Deborahovo število, ki pojasnjuje možnost časovne lestvice ultra hitrega pomlajevanja kovinskega stekla.To delo je povečalo časovno lestvico za pomlajevanje kovinskih steklenih struktur za vsaj 10 redov velikosti, razširilo področja uporabe te vrste materiala in poglobilo razumevanje ljudi o ultrahitri dinamiki stekla.
Čas objave: 6. december 2021