Недавно је Институт за механику Кинеске академије наука сарађивао са истраживачима у земљи и иностранству како би постигао нови напредак у борби против старења стаклених материјала и по први пут експериментално реализовао изузетно младалачку структуру типичног металног стакла у ултра-брза временска скала.Повезани резултати су под насловом Ултрабрзо екстремно подмлађивање металних наочара помоћу шок компресије, објављени у Сциенце Адванцес (Сциенце Адванцес 5: еаав6249 (2019)).
Метастабилни стаклени материјал има тенденцију спонтаног старења до термодинамичког равнотежног стања, а истовремено га прати и погоршање својстава материјала.Међутим, путем уноса спољне енергије, стари стаклени материјал може подмладити структуру (подмлађивање).Овај процес против старења, с једне стране, доприноси основном разумевању сложеног динамичког понашања стакла, са друге стране, такође је погодан за инжењерску примену стаклених материјала.Последњих година, за материјале од металног стакла са широким перспективама примене, предложен је низ метода структуралног подмлађивања заснованих на неафинској деформацији како би се ефикасно контролисала механичка и физичка својства материјала.Међутим, све досадашње методе подмлађивања раде на нижим нивоима стреса и захтевају довољно дуг временски период, те стога имају велика ограничења.
Истраживачи засновани на технологији ударања плоча са двоструком метом уређаја за лаки гасни пиштољ, схватили су да се типично метално стакло на бази цирконијума брзо подмладило до високог нивоа за око 365 наносекунди (један милионити део времена потребног особи да трепне око).Енталпија је изузетно поремећена.Изазов ове технологије је да примени неколико ГПа нивоа једнопулсног оптерећења и пролазног аутоматског растерећења на метално стакло, како би се избегао динамички квар материјала као што су траке на смицање и разбијање;истовремено, контролисањем брзине удара летача, метал Брзо подмлађивање стакла „замрзава“ се на различитим нивоима.
Истраживачи су спровели свеобухватну студију о ултра-брзом процесу подмлађивања металног стакла из перспективе термодинамике, вишеразмерне структуре и динамике фонона „Бозе пик“, откривајући да подмлађивање структуре стакла долази од кластера нано-размера.Слободна запремина изазвана режимом „преласка смицања“.На основу овог физичког механизма дефинисан је бездимензионални Деборин број, који објашњава могућност временске скале ултра-брзог подмлађивања металног стакла.Овај рад је повећао временску скалу за подмлађивање металних стаклених структура за најмање 10 редова величине, проширио поља примене ове врсте материјала и продубио разумевање људи о ултрабрзи динамици стакла.
Време поста: 06.12.2021