최근 중국과학원 기계연구소는 국내외 연구자들과 협력하여 유리 재료의 노화 방지 분야에서 새로운 진전을 이루었으며, 처음으로 전형적인 금속 유리의 매우 젊은 구조를 실험적으로 실현했습니다. 초고속 시간 규모. 관련 결과는 Science Advances(Science Advances 5: eaaw6249 (2019))에 게재된 충격 압축에 의한 금속 안경의 Ultrafast Extreme Rejuvenation이라는 제목으로 게재되었습니다.
준안정 유리재료는 열역학적 평형상태로 자연노화되는 경향을 가지며, 동시에 재료특성의 저하를 동반한다. 그러나 외부에너지의 투입을 통해 노화된 유리재료는 구조를 재생(회춘)시킬 수 있다. 이러한 노화 방지 과정은 한편으로는 유리의 복잡한 동적 거동에 대한 기본적인 이해에 기여하는 한편, 유리 재료의 공학적 응용에도 도움이 됩니다. 최근에는 응용 가능성이 넓은 금속 유리 재료의 경우 재료의 기계적 및 물리적 특성을 효과적으로 제어하기 위해 비친화 변형을 기반으로 한 일련의 구조적 재생 방법이 제안되었습니다. 그러나 이전의 모든 재생 방법은 더 낮은 스트레스 수준에서 작동하고 충분히 긴 시간 규모가 필요하므로 큰 제한이 있습니다.
연구진은 광가스총 장치의 이중표적 판 충격 기술을 바탕으로 일반적인 지르코늄 기반 금속유리가 약 365나노초(사람이 눈을 깜박이는 데 걸리는 시간의 100만분의 1)만에 빠르게 높은 수준으로 재생된다는 사실을 깨달았다. 눈). 엔탈피는 극도로 무질서합니다. 이 기술의 과제는 금속 유리에 여러 GPa 수준의 단일 펄스 로딩 및 일시적 자동 언로딩을 적용하여 전단 밴드 및 파쇄와 같은 재료의 동적 파손을 방지하는 것입니다. 동시에 전단지의 충격 속도를 제어함으로써 금속 유리의 급속한 재생이 다양한 수준에서 "동결"됩니다.
연구원들은 열역학, 다중 규모 구조 및 포논 역학 "보스 피크"의 관점에서 금속 유리의 초고속 재생 과정에 대한 포괄적인 연구를 수행하여 유리 구조의 재생이 나노 규모 클러스터에서 비롯된다는 사실을 밝혔습니다. "전단 전이" 모드에 의해 유도된 자유 부피. 이러한 물리적 메커니즘을 기반으로 무차원 데보라 수가 정의되며, 이는 금속 유리의 초고속 재생 시간 척도의 가능성을 설명합니다. 이 작업은 금속 유리 구조의 재생 시간을 최소 10배 이상 늘렸고, 이러한 유형의 재료 응용 분야를 확장했으며, 유리의 초고속 역학에 대한 사람들의 이해를 깊게 했습니다.
게시 시간: 2021년 12월 6일