For nylig har Institute of Mechanics of the Chinese Academy of Sciences samarbejdet med forskere hjemme og i udlandet for at gøre nye fremskridt i anti-aldring af glasmaterialer, og for første gang realiserede eksperimentelt den ekstremt ungdommelige struktur af et typisk metallisk glas i en ultra-hurtig tidsskala. De relaterede resultater har titlen UltraFast Extreme Rejuvenation af metalliske briller ved chokkomprimering, der er offentliggjort i videnskabsfremskridt (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Det metastable glasmateriale har en tendens til spontan aldring til den termodynamiske ligevægtstilstand, og på samme tid ledsages det af forringelse af materielle egenskaber. Gennem indgangen til ekstern energi kan det aldrende glasmateriale imidlertid forynge strukturen (foryngelse). Denne anti-aldringsproces bidrager på den ene side til den grundlæggende forståelse af den komplekse dynamiske opførsel af glas, på den anden side er den også befordrende for teknisk anvendelse af glasmaterialer. I de senere år er der for metalliske glasmaterialer med brede applikationsudsigter blevet foreslået en række strukturelle foryngelsesmetoder baseret på ikke-tilknyttet deformation for effektivt at kontrollere materialernes mekaniske og fysiske egenskaber. Imidlertid fungerer alle tidligere foryngelsesmetoder på lavere stressniveauer og kræver en tilstrækkelig lang tidsskala og har derfor store begrænsninger.
Forskere, der er baseret på den dobbelte målplade-påvirkningsteknologi for den lette gaspistolenhed, indså, at det typiske zirkoniumbaserede metalliske glas hurtigt foryngede sig til et højt niveau i ca. 365 nanosekunder (en million. Af den tid, det tager for en person at blinke et øje). Enthalpy er ekstremt forstyrret. Udfordringen med denne teknologi er at anvende adskillige GPA-niveau enkeltpulsbelastning og forbigående automatisk losning på metallisk glas for at undgå dynamisk svigt i materialer såsom forskydningsbånd og spallation; På samme tid ved at kontrollere flyerens påvirkningshastighed, fryser metallet den hurtige foryngelse af glas "på forskellige niveauer.
Forskere har foretaget en omfattende undersøgelse af den ultrahurtige foryngelsesproces af metallisk glas fra perspektiverne fra termodynamik, multi-skala-struktur og fonon-dynamik “Bose Peak”, hvilket afslører, at foryngelsen af glasstrukturen kommer fra nano-skala klynger. Fri volumen induceret af "forskydningsovergangen" -tilstand. Baseret på denne fysiske mekanisme defineres et dimensionsfrit Deborah-nummer, hvilket forklarer muligheden for tidsskalaen for ultrahurtig foryngelse af metallisk glas. Dette arbejde har øget tidsskalaen for foryngelse af metalliske glasstrukturer med mindst 10 størrelsesordrer, udvidet påføringsfelterne for denne type materiale og uddybet folks forståelse af den ultrahastiske dynamik i glas.
Posttid: DEC-06-2021