Recentemente, o Instituto de Mecânica da Academia Chinesa de Ciências cooperou com pesquisadores nacionais e estrangeiros para fazer novos progressos no antienvelhecimento de materiais de vidro e, pela primeira vez, percebeu experimentalmente a estrutura extremamente jovem de um vidro metálico típico em uma escala de tempo ultrarrápida.Os resultados relacionados são intitulados Rejuvenescimento extremo ultrarrápido de vidros metálicos por compressão de choque, publicado na Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
O material de vidro metaestável tem tendência ao envelhecimento espontâneo até o estado de equilíbrio termodinâmico e, ao mesmo tempo, é acompanhado pela deterioração das propriedades do material.Porém, através da entrada de energia externa, o envelhecimento do material de vidro pode rejuvenescer a estrutura (rejuvenescimento).Este processo anti-envelhecimento, por um lado, contribui para a compreensão básica do complexo comportamento dinâmico do vidro, por outro lado, também conduz à aplicação de materiais de vidro em engenharia.Nos últimos anos, para materiais de vidro metálico com amplas perspectivas de aplicação, uma série de métodos de rejuvenescimento estrutural baseados na deformação não afim foram propostos, a fim de controlar eficazmente as propriedades mecânicas e físicas dos materiais.No entanto, todos os métodos de rejuvenescimento anteriores funcionam com níveis de stress mais baixos e requerem uma escala de tempo suficientemente longa e, portanto, apresentam grandes limitações.
Os pesquisadores, baseados na tecnologia de impacto de placa de alvo duplo do dispositivo de pistola de gás leve, perceberam que o típico vidro metálico à base de zircônio rejuvenescia rapidamente a um alto nível em cerca de 365 nanossegundos (um milionésimo do tempo que leva para uma pessoa piscar um olho). olho).A entalpia é extremamente desordenada.O desafio desta tecnologia é aplicar diversas cargas de pulso único de nível GPa e descargas automáticas transitórias ao vidro metálico, de modo a evitar falhas dinâmicas de materiais como bandas de cisalhamento e fragmentação;ao mesmo tempo, controlando a velocidade de impacto do flyer, o metal O rápido rejuvenescimento do vidro “congela” em diferentes níveis.
Os pesquisadores conduziram um estudo abrangente sobre o processo de rejuvenescimento ultrarrápido do vidro metálico sob as perspectivas da termodinâmica, estrutura multiescala e dinâmica de fônons “pico de Bose”, revelando que o rejuvenescimento da estrutura do vidro vem de aglomerados em nanoescala.Volume livre induzido pelo modo “transição de cisalhamento”.Com base neste mecanismo físico, é definido um número de Deborah adimensional, o que explica a possibilidade da escala de tempo de rejuvenescimento ultrarrápido do vidro metálico.Este trabalho aumentou a escala de tempo para o rejuvenescimento de estruturas metálicas de vidro em pelo menos 10 ordens de grandeza, ampliou os campos de aplicação desse tipo de material e aprofundou a compreensão das pessoas sobre a dinâmica ultrarrápida do vidro.
Horário da postagem: 06/12/2021