Recientemente, el Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de China ha cooperado con investigadores nacionales y extranjeros para lograr nuevos avances en el antienvejecimiento de los materiales de vidrio, y por primera vez realizó de forma experimental la estructura extremadamente joven de un vidrio metálico típico en una escala de tiempo ultrarrápida.Los resultados relacionados se titulan Rejuvenecimiento extremo ultrarrápido de vidrios metálicos mediante compresión de choque, publicado en Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
El material de vidrio metaestable tiene una tendencia al envejecimiento espontáneo hasta el estado de equilibrio termodinámico y, al mismo tiempo, va acompañado de un deterioro de las propiedades del material.Sin embargo, mediante el aporte de energía externa, el material de vidrio envejecido puede rejuvenecer la estructura (rejuvenecimiento).Este proceso antienvejecimiento contribuye, por un lado, a la comprensión básica del complejo comportamiento dinámico del vidrio y, por otro lado, también favorece la aplicación técnica de los materiales de vidrio.En los últimos años, para materiales de vidrio metálico con amplias perspectivas de aplicación, se han propuesto una serie de métodos de rejuvenecimiento estructural basados en deformaciones no afines para controlar eficazmente las propiedades mecánicas y físicas de los materiales.Sin embargo, todos los métodos de rejuvenecimiento anteriores funcionan con niveles de estrés más bajos y requieren una escala de tiempo suficientemente larga y, por lo tanto, tienen grandes limitaciones.
Los investigadores, basándose en la tecnología de impacto de placa de doble objetivo del dispositivo de pistola de gas ligero, se dieron cuenta de que el típico vidrio metálico a base de circonio rejuvenecía rápidamente a un alto nivel en aproximadamente 365 nanosegundos (una millonésima parte del tiempo que tarda una persona en parpadear). ojo).La entalpía está extremadamente desordenada.El desafío de esta tecnología es aplicar varias cargas de pulso único de nivel GPa y descargas automáticas transitorias al vidrio metálico, para evitar fallas dinámicas de materiales como bandas de corte y espalación;al mismo tiempo, al controlar la velocidad de impacto del volante, el metal El rápido rejuvenecimiento del vidrio se “congela” en diferentes niveles.
Los investigadores han realizado un estudio exhaustivo sobre el proceso de rejuvenecimiento ultrarrápido del vidrio metálico desde las perspectivas de la termodinámica, la estructura multiescala y la dinámica de fonones "pico de Bose", revelando que el rejuvenecimiento de la estructura del vidrio proviene de grupos de nanoescala.Volumen libre inducido por el modo de “transición de corte”.A partir de este mecanismo físico se determina el número de Deborah adimensional, que explica la posibilidad de un rejuvenecimiento ultrarrápido del vidrio metálico en una escala temporal.Este trabajo ha aumentado la escala de tiempo para el rejuvenecimiento de estructuras metálicas de vidrio en al menos 10 órdenes de magnitud, ha ampliado los campos de aplicación de este tipo de material y ha profundizado la comprensión de la gente sobre la dinámica ultrarrápida del vidrio.
Hora de publicación: 06-dic-2021