Nýjar framfarir í rannsóknum gegn öldrun á glerefnum

Nýlega hefur Vélfræðistofnun kínversku vísindaakademíunnar unnið með vísindamönnum heima og erlendis til að ná nýjum framförum í öldrun glerefna og í fyrsta skipti áttaði sig á afar unglegri uppbyggingu dæmigerðs málmglers í ofurhraðan tímakvarða.Tengdar niðurstöður bera heitið Ultrafast extreme rejuvenation of metalic glasses by shock compression, birtar í Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).

Metstable glerefnið hefur tilhneigingu til sjálfkrafa öldrunar í hitaaflfræðilegu jafnvægisástandi og á sama tíma fylgir því versnun efniseiginleika.Hins vegar, með inntak utanaðkomandi orku, getur öldrun glerefnisins endurnýjað uppbygginguna (endurnýjun).Þetta ferli gegn öldrun stuðlar annars vegar að grunnskilningi á flókinni kraftmikilli hegðun glers, hins vegar er það einnig stuðlað að verkfræðilegri notkun glerefna.Á undanförnum árum, fyrir málmglerefni með víðtæka notkunarmöguleika, hefur röð af endurnýjunaraðferðum byggt á aflögun sem ekki er affín verið lögð til til að stjórna á áhrifaríkan hátt vélrænni og eðlisfræðilegum eiginleikum efnanna.Hins vegar virka allar fyrri endurnýjunaraðferðir við lægri streitustig og þurfa nægilega langan tímaskala og hafa því miklar takmarkanir.

Vísindamenn, sem byggðu á höggtækni með tvímarka plötu, ljósgasbyssubúnaðarins, komust að því að dæmigert sirkon-undirstaða málmgler endurnærðist fljótt í hátt á um það bil 365 nanósekúndum (einn milljónasti af þeim tíma sem það tekur mann að blikka auga).Entalpía er mjög truflun.Áskorun þessarar tækni er að beita nokkrum GPa-stigi eins púls hleðslu og tímabundinni sjálfvirkri affermingu á málmgleri, til að koma í veg fyrir kraftmikla bilun í efnum eins og klippuböndum og losun;á sama tíma, með því að stjórna högghraða flugvélarinnar, málmurinn Hröð endurnýjun glers „frýs“ á mismunandi stigum.

Vísindamenn hafa framkvæmt yfirgripsmikla rannsókn á ofurhröðu endurnýjunarferli málmglers frá sjónarhóli varmafræði, fjölskala uppbyggingu og hljóðfræði „Bose peak“, sem leiddi í ljós að endurnýjun glerbyggingar kemur frá nanó-skala þyrpingum.Frjálst hljóðstyrkur framkallað af „shear umskipti“ ham.Byggt á þessu eðlisfræðilega kerfi er víddarlaus Deborah tala skilgreind, sem útskýrir möguleikann á tímaskalanum á ofurhröðri endurnýjun málmglers.Þessi vinna hefur aukið tímaskalann fyrir endurnýjun málmglerbygginga um að minnsta kosti 10 stærðargráður, aukið notkunarsvið þessarar tegundar efnis og dýpkað skilning fólks á ofurhröðu gangverki glers.