Di recente, l'Institute of Mechanics of Chinese Academy of Sciences ha collaborato con i ricercatori in patria e all'estero per fare nuovi progressi nell'anti-invecchiamento di materiali di vetro e per la prima volta ha realizzato sperimentalmente la struttura estremamente giovane di un tipico vetro metallico in una scala temporale ultra-veloce. I risultati correlati sono intitolati UltraFast Extreme Rejuvenation di occhiali metallici di Shock Compressione, pubblicato su Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Il materiale di vetro metastabile ha la tendenza all'invecchiamento spontaneo allo stato di equilibrio termodinamico e, allo stesso tempo, è accompagnato dal deterioramento delle proprietà del materiale. Tuttavia, attraverso l'ingresso di energia esterna, il materiale di vetro che invecchia può ringiovanire la struttura (ringiovanimento). Questo processo anti-invecchiamento da un lato contribuisce alla comprensione di base del complesso comportamento dinamico del vetro, d'altra parte è anche favorevole all'applicazione ingegneristica dei materiali di vetro. Negli ultimi anni, per i materiali in vetro metallico con ampie prospettive di applicazione, è stata proposta una serie di metodi di ringiovanimento strutturale basati su deformazioni non adorabili al fine di controllare efficacemente le proprietà meccaniche e fisiche dei materiali. Tuttavia, tutti i precedenti metodi di ringiovanimento funzionano a livelli di stress più bassi e richiedono una scala temporale sufficientemente lunga e quindi hanno grandi limiti.
I ricercatori basati sulla tecnologia di impatto a due target a doppia target del dispositivo di pistola a gas leggero, si sono resi conto che il tipico vetro metallico a base di zirconio ha rapidamente ringiovanito ad un livello elevato in circa 365 nanosecondi (un milionesimo del tempo impiegato per una persona per sbattere le palpebre). L'entalpia è estremamente disordinata. La sfida di questa tecnologia è quella di applicare diversi carichi a singolo impulso di GPA e scarico automatico transitorio su vetro metallico, in modo da evitare il fallimento dinamico di materiali come bande di taglio e spallaggio; Allo stesso tempo, controllando la velocità di impatto del volantino, il metallo il rapido ringiovanimento dei "congelamenti" di vetro a diversi livelli.
I ricercatori hanno condotto uno studio completo sul processo di ringiovanimento ultra-veloce del vetro metallico dalle prospettive della termodinamica, della struttura a più rischi e delle dinamiche fononiche "Bose Peak", rivelando che il ringiovanimento della struttura del vetro proviene da cluster su scala nano. Volume libero indotto dalla modalità "Transizione a taglio". Sulla base di questo meccanismo fisico, viene definito un numero di Deborah senza dimensioni, il che spiega la possibilità della scala temporale del ringiovanimento ultra-veloce del vetro metallico. Questo lavoro ha aumentato la scala temporale per il ringiovanimento delle strutture di vetro metalliche di almeno 10 ordini di grandezza, ha ampliato i campi di applicazione di questo tipo di materiale e ha approfondito la comprensione da parte delle persone delle dinamiche ultrafast del vetro.
Tempo post: DEC-06-2021