Baru-baru ini, Institut Mekanik Akademi Sains China telah bekerjasama dengan penyelidik di dalam dan luar negara untuk membuat kemajuan baharu dalam anti-penuaan bahan kaca, dan buat kali pertama secara eksperimen menyedari struktur yang sangat muda dari kaca logam biasa dalam skala masa yang sangat pantas. Keputusan berkaitan bertajuk peremajaan melampau ultra pantas bagi cermin mata logam melalui mampatan hentakan, diterbitkan dalam Science Advances (Science Advances 5: eaaw6249 (2019)).
Bahan kaca metastabil mempunyai kecenderungan penuaan spontan kepada keadaan keseimbangan termodinamik, dan pada masa yang sama, ia disertai dengan kemerosotan sifat bahan. Walau bagaimanapun, melalui input tenaga luaran, bahan kaca penuaan boleh meremajakan struktur (rejuvenation). Proses anti-penuaan ini di satu pihak menyumbang kepada pemahaman asas tentang tingkah laku dinamik kompleks kaca, sebaliknya ia juga kondusif untuk aplikasi kejuruteraan bahan kaca. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, untuk bahan kaca logam dengan prospek aplikasi yang luas, satu siri kaedah peremajaan struktur berdasarkan ubah bentuk bukan afine telah dicadangkan untuk mengawal sifat mekanikal dan fizikal bahan dengan berkesan. Walau bagaimanapun, semua kaedah peremajaan sebelumnya berfungsi pada tahap tekanan yang lebih rendah dan memerlukan skala masa yang cukup lama, dan oleh itu mempunyai batasan yang besar.
Penyelidik berdasarkan teknologi kesan plat dwi-sasaran peranti senjata api gas ringan, menyedari bahawa kaca logam berasaskan zirkonium tipikal dengan cepat meremajakan ke tahap tinggi dalam kira-kira 365 nanosaat (sepersejuta masa yang diperlukan untuk seseorang berkelip. mata). Entalpi sangat tidak teratur. Cabaran teknologi ini adalah untuk menggunakan beberapa pemuatan nadi tunggal peringkat GPa dan pemunggahan automatik sementara pada kaca logam, untuk mengelakkan kegagalan dinamik bahan seperti jalur ricih dan spalasi; pada masa yang sama, dengan mengawal kelajuan hentaman risalah, logam Peremajaan pantas kaca "membeku" pada tahap yang berbeza.
Penyelidik telah menjalankan kajian komprehensif mengenai proses peremajaan ultra pantas kaca logam dari perspektif termodinamik, struktur berskala berbilang dan dinamik fonon "Puncak Bose", mendedahkan bahawa peremajaan struktur kaca datang daripada kelompok skala nano. Kelantangan bebas disebabkan oleh mod "peralihan ricih". Berdasarkan mekanisme fizikal ini, nombor Deborah tanpa dimensi ditakrifkan, yang menerangkan kemungkinan skala masa peremajaan kaca logam yang sangat pantas. Kerja ini telah meningkatkan skala masa untuk peremajaan struktur kaca logam dengan sekurang-kurangnya 10 urutan magnitud, memperluaskan bidang aplikasi bahan jenis ini, dan memperdalam pemahaman orang ramai tentang dinamik ultrafast kaca.
Masa siaran: Dis-06-2021