Récemment, l'Institut de mécanique de l'Académie chinoise des sciences a coopéré avec des chercheurs au pays et à l'étranger pour faire de nouveaux progrès dans l'anti-âge des matériaux de verre, et pour la première fois expérimentalement réalisé la structure extrêmement jeune d'un verre métallique typique dans une échelle ultra-rapide. Les résultats connexes sont intitulés Ultrafast Extreme Rajeunation of Metallic Grasses by Shock Compression, publiés dans Science Advances (Science Advances 5: EAAW6249 (2019)).
Le matériau en verre métastable a une tendance du vieillissement spontané à l'état d'équilibre thermodynamique, et en même temps, il s'accompagne d'une détérioration des propriétés des matériaux. Cependant, grâce à l'apport de l'énergie externe, le matériau en verre vieillissant peut rajeunir la structure (rajeunissement). Ce processus anti-âge d'une part contribue à la compréhension de base du comportement dynamique complexe du verre, d'autre part il est également propice à l'application d'ingénierie des matériaux de verre. Ces dernières années, pour les matériaux de verre métalliques avec de larges perspectives d'application, une série de méthodes de rajeunissement structurelles basées sur une déformation non affine a été proposée afin de contrôler efficacement les propriétés mécaniques et physiques des matériaux. Cependant, toutes les méthodes de rajeunissement antérieures fonctionnent à des niveaux de stress plus faibles et nécessitent une échelle suffisamment longue, et ont donc de grandes limites.
Des chercheurs basés sur la technologie d'impact sur la plaque à double cible du dispositif de pistolet à gaz léger ont réalisé que le verre métallique typique à base de zirconium s'est rapidement rajeunie à un niveau élevé dans environ 365 nanosecondes (un millionième du temps qu'il faut pour qu'une personne clignote un œil). L'enthalpie est extrêmement désordonnée. Le défi de cette technologie est d'appliquer plusieurs charges à impulsion unique de niveau GPA et de déchargement automatique transitoire dans le verre métallique, afin d'éviter la défaillance dynamique des matériaux tels que les bandes de cisaillement et la spallation; Dans le même temps, en contrôlant la vitesse d'impact du dépliant, le métal le rajeunissement rapide des «congus» en verre à différents niveaux.
Les chercheurs ont mené une étude complète sur le processus de rajeunissement ultra-rapide du verre métallique du point de vue de la thermodynamique, de la structure multi-échelle et de la dynamique du phonon «Bose Peak», révélant que le rajeunissement de la structure du verre provient de clusters à l'échelle nano. Volume libre induit par le mode «transition de cisaillement». Sur la base de ce mécanisme physique, un numéro de Deborah sans dimension est défini, ce qui explique la possibilité de l'échelle temporelle du rajeunissement ultra-rapide du verre métallique. Ce travail a augmenté l'échelle de temps pour le rajeunissement des structures de verre métalliques d'au moins 10 ordres de grandeur, élargi les champs d'application de ce type de matériau et approfondi la compréhension des gens de la dynamique ultra-rapide du verre.
Temps de poste: DEC-06-2021