Maendeleo mapya katika utafiti wa kupambana na kuzeeka wa vifaa vya kioo

Hivi karibuni, Taasisi ya Mechanics ya Chuo cha Sayansi cha China imeshirikiana na watafiti wa nyumbani na nje ya nchi kufanya maendeleo mapya katika kupambana na kuzeeka kwa vifaa vya kioo, na kwa mara ya kwanza kwa majaribio iligundua muundo wa ujana wa kioo cha kawaida cha metali. kipimo cha wakati wa haraka sana. Matokeo yanayohusiana yanaitwa Ufufuaji upya wa miwani ya metali kwa kasi zaidi kwa kubana kwa mshtuko, iliyochapishwa katika Maendeleo ya Sayansi (Maendeleo ya Sayansi 5: eaaw6249 (2019)).

Nyenzo za kioo zenye metastable zina tabia ya kuzeeka kwa hiari kwa hali ya usawa wa thermodynamic, na wakati huo huo, inaambatana na kuzorota kwa mali ya nyenzo. Hata hivyo, kwa njia ya pembejeo ya nishati ya nje, nyenzo za kioo za kuzeeka zinaweza kurejesha muundo (rejuvenation). Mchakato huu wa kupambana na kuzeeka kwa upande mmoja unachangia uelewa wa msingi wa tabia ya nguvu ya kioo, kwa upande mwingine pia inafaa kwa matumizi ya uhandisi ya vifaa vya kioo. Katika miaka ya hivi karibuni, kwa ajili ya vifaa vya kioo vya metali na matarajio ya maombi pana, mfululizo wa mbinu za upyaji wa miundo kulingana na deformation isiyo ya kushikamana imependekezwa ili kudhibiti kwa ufanisi mali ya mitambo na kimwili ya vifaa. Hata hivyo, mbinu zote za awali za kurejesha hufanya kazi kwa viwango vya chini vya dhiki na zinahitaji kiwango cha kutosha cha muda mrefu, na kwa hiyo zina mapungufu makubwa.

Watafiti kulingana na teknolojia ya kuathiri sahani zenye shabaha mbili za kifaa cha bunduki ya gesi nyepesi, waligundua kuwa glasi ya kawaida ya metali yenye msingi wa zirconium ilirudishwa haraka hadi kiwango cha juu katika nanoseconds 365 (milioni moja ya wakati inachukua kwa mtu kupepesa. jicho). Enthalpy ina shida sana. Changamoto ya teknolojia hii ni kutumia upakiaji kadhaa wa kiwango cha GPa-mpigo mmoja na upakuaji wa kiotomatiki wa muda mfupi kwenye glasi ya metali, ili kuepusha kushindwa kwa nyenzo kama vile mikanda ya kukata na kuenea; wakati huo huo, kwa kudhibiti kasi ya athari ya kipeperushi, chuma Ufufuo wa haraka wa kioo "hufungia" katika viwango tofauti.

Watafiti wamefanya utafiti wa kina juu ya mchakato wa ufufuaji wa haraka wa glasi ya metali kutoka kwa mitazamo ya thermodynamics, muundo wa viwango vingi na mienendo ya phonon "Bose kilele", akifunua kuwa urejeshaji wa muundo wa glasi hutoka kwa nguzo za kiwango cha nano. Sauti ya bure inayotokana na hali ya "mpito ya kukata". Kulingana na utaratibu huu wa kimwili, nambari ya Debora isiyo na kipimo imefafanuliwa, ambayo inaelezea uwezekano wa ukubwa wa wakati wa ufufuaji wa haraka wa kioo cha metali. Kazi hii imeongeza kiwango cha muda kwa ajili ya upyaji wa miundo ya kioo ya metali kwa angalau amri 10 za ukubwa, kupanua maeneo ya matumizi ya aina hii ya nyenzo, na kuimarisha uelewa wa watu wa mienendo ya kasi ya kioo.