Recentment, l’Institut de Mecànica de l’Acadèmia de Ciències xineses ha col·laborat amb els investigadors a casa i a l’estranger per avançar en l’anti-envelliment de materials de vidre i, per primera vegada, es va adonar experimentalment l’estructura extremadament juvenil d’un vidre metàl·lic típic en una escala de temps ultra-ràpida. Els resultats relacionats es titula un rejoveniment ultrafast extrem de les ulleres metàl·liques per compressió de xoc, publicat a Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
El material de vidre metastable té una tendència de l’envelliment espontani a l’estat d’equilibri termodinàmic i, alhora, s’acompanya de deteriorament de les propietats del material. Tanmateix, mitjançant l’entrada d’energia externa, el material de vidre envellit pot rejovenir l’estructura (rejoveniment). Aquest procés anti-envelliment, d’una banda, contribueix a la comprensió bàsica del comportament dinàmic complex del vidre, d’altra banda, també és propici per a l’aplicació d’enginyeria de materials de vidre. En els darrers anys, per als materials de vidre metàl·lics amb àmplies perspectives d’aplicació, s’han proposat una sèrie de mètodes de rejoveniment estructural basats en una deformació no afina per tal de controlar eficaçment les propietats mecàniques i físiques dels materials. Tot i això, tots els mètodes de rejoveniment anteriors funcionen a nivells d’estrès més baixos i requereixen una escala suficient de temps i, per tant, tenen grans limitacions.
Els investigadors basats en la tecnologia d’impacte de la placa de doble objectiu del dispositiu de pistola de gas lleuger, es van adonar que el vidre metàl·lic típic basat en zirconi va rejovenir ràpidament un nivell elevat en uns 365 nanosegons (un milió del temps que triga a que una persona parpelli un ull). L’entalpia és extremadament desordenada. El repte d’aquesta tecnologia és aplicar diverses càrrega de pols d’un nivell GPA i descàrrega automàtica transitòria al vidre metàl·lic, per tal d’evitar un fracàs dinàmic de materials com les bandes de cisalla i l’espalament; Al mateix temps, controlant la velocitat d’impacte del volant, el metall el rejoveniment ràpid del vidre “es congela” a diferents nivells.
Els investigadors han realitzat un estudi complet sobre el procés de rejoveniment ultra ràpid del vidre metàl·lic des de les perspectives de la termodinàmica, l'estructura a diverses escala i la dinàmica de fonons "Bose Peak", revelant que el rejoveniment de l'estructura de vidre prové de nano-escala. Volum lliure induït pel mode de "transició de cisalla". A partir d’aquest mecanisme físic, es defineix un nombre de Deborah sense dimensions, que explica la possibilitat de l’escala de temps de rejoveniment ultra ràpid del vidre metàl·lic. Aquest treball ha augmentat l’escala de temps per al rejoveniment d’estructures de vidre metàl·lic en almenys 10 ordres de magnitud, ha ampliat els camps d’aplicació d’aquest tipus de material i va aprofundir en la comprensió de les persones de la dinàmica ultra ràpida del vidre.
Posada Posada: 06 de desembre de 2011