پیشرفت جدید در تحقیقات ضد پیری مواد شیشه ای

به تازگی ، انستیتوی مکانیک آکادمی علوم چین با محققان در داخل و خارج از کشور همکاری کرده است تا پیشرفت جدیدی در ضد پیری مواد شیشه ای داشته باشد و برای اولین بار به طور تجربی ساختار بسیار جوان یک لیوان فلزی معمولی را در مقیاس زمانی فوق العاده سریع تحقق بخشید. نتایج مرتبط با آن با عنوان "جوان سازی Extreme Extreme از عینک فلزی توسط فشرده سازی شوک ، منتشر شده در Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)) منتشر شده است.

ماده شیشه ای قابل استفاده تمایل به پیری خود به خود به حالت تعادل ترمودینامیکی دارد و در عین حال با وخیم تر شدن خواص مواد همراه است. با این حال ، از طریق ورودی انرژی خارجی ، مواد شیشه ای پیری می توانند ساختار (جوان سازی) را جوان سازی کنند. این فرآیند ضد پیری از یک سو به درک اساسی رفتار پیچیده پویا شیشه کمک می کند ، از طرف دیگر این امر همچنین برای کاربرد مهندسی مواد شیشه ای نیز مفید است. در سالهای اخیر ، برای مواد شیشه ای فلزی با چشم انداز کاربرد گسترده ، یک سری از روشهای جوان سازی ساختاری مبتنی بر تغییر شکل غیر آفرین به منظور کنترل مؤثر خصوصیات مکانیکی و فیزیکی مواد ارائه شده است. با این حال ، تمام روش های جوان سازی قبلی در سطح استرس پایین کار می کنند و به مقیاس طولانی مدت به اندازه کافی نیاز دارند و بنابراین محدودیت های بسیار خوبی دارند.

محققان مبتنی بر فن آوری ضربه صفحه دو هدف از دستگاه اسلحه گاز سبک ، فهمیدند که شیشه فلزی مبتنی بر زیرکونیوم معمولی به سرعت در حدود 365 نانو ثانیه به سطح بالایی جوان می شود (یک میلیون از زمان لازم است که فرد چشم را چشمک بزند). آنتالپی بسیار بی نظمی است. چالش این فناوری استفاده از چندین بار بارگیری تک پالس GPA و تخلیه اتوماتیک گذرا روی شیشه های فلزی است ، به طوری که از خرابی پویا در موادی مانند باند برشی و اسپالسیون جلوگیری می شود. در عین حال ، با کنترل سرعت ضربه پرواز ، فلز جوان سازی سریع شیشه "یخ" در سطوح مختلف.

محققان یک مطالعه جامع در مورد فرآیند جوان سازی فوق العاده سریع شیشه های فلزی از منظر ترمودینامیک ، ساختار چند مقیاس و پویایی فونون "قله Bose" انجام داده اند و نشان می دهد که جوان سازی ساختار شیشه از خوشه های مقیاس نانو حاصل می شود. حجم آزاد ناشی از حالت "انتقال برشی". بر اساس این مکانیسم فیزیکی ، یک عدد دبورا بدون بعد تعریف شده است ، که احتمال مقیاس زمانی جوان سازی فوق العاده سریع شیشه های فلزی را توضیح می دهد. این کار مقیاس زمانی را برای جوان سازی ساختارهای شیشه ای فلزی با حداقل 10 مرتبه از بزرگی افزایش داده است ، زمینه های کاربردی این نوع مواد را گسترش داده و درک مردم را از پویایی فوق العاده شیشه ای عمیق تر می کند.