Een team van onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen en de Universiteit van Cambridge heeft een manier gevonden om metaalglas te verjongen om te voorkomen dat het breekt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , de groep schetst hun proces en voorgestelde toepassingen voor het verjongde metalen glas.

Metalen glazen zijn metalen met een interne structuur die lijkt op glas - in plaats van een kristalstructuur, ze zijn niet-periodiek. Ze worden gemaakt door legeringen te verhitten tot hun smeltpunt en ze vervolgens af te koelen op manieren die kristallisatie voorkomen. Materiaalwetenschappers zijn erin geïnteresseerd omdat ze ongebruikelijke mechanische eigenschappen hebben, zoals uitzonderlijke sterkte. Maar ze hebben ook een grote zwakte:onder extreme stress, ze kunnen zacht worden tijdens vervorming, leidend tot een catastrofale mislukking. In tegenstelling tot, met normale metalen, spanning resulteert in verharding wanneer plastische vervorming optreedt, voorkomen dat de hele structuur uit elkaar valt. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om metallisch glas zich op dezelfde manier te laten gedragen.

In hun werk, de onderzoekers toonden aan dat vervorming tijdens triaxiale compressie metalen glasmonsters voldoende zou kunnen verjongen om spanningsverharding mogelijk te maken op een manier die nog niet eerder in een metalen toestand was waargenomen. Door dit te doen, ze ontdekten dat met spanningsverharding, afschuifbanden op het monsteroppervlak kunnen worden voorkomen. Ze ontdekten ook dat na verjonging, de eerste halo verschoof terug naar een hogere verstrooiingsvectormagnitude na vervorming. En ze ontdekten dat de initiële hardingssnelheden van het monster veel hoger waren dan voor kristallijne legeringen, waaruit bleek dat het mechanisme dat ze gebruikten zeer efficiënt was.

De onderzoekers merkten op dat de werkverharding die in het monster werd waargenomen, mogelijk werd gemaakt door zich uitbreidende defecten die het glijden tijdens vervorming belemmerden. Ze merkten verder op dat voor bulk-metallische glastoepassingen, werkverharding is gebaseerd op vermindering van energie, in tegenstelling tot de energietoename die wordt waargenomen bij kristallijne metalen - een verschil dat de nieuwheid benadrukt van het mechanisme dat ze gebruikten om hun metalen glasmonster te harden.

Het testen van het proces toonde aan dat de metalen glasmonsters stabiel waren bij kamertemperatuur, en de monsters hadden een efficiënte spanningsverharding, die de mogelijkheid van commerciële toepassingen vergroot.

© 2020 Wetenschap X Netwerk