Сгибающееся стекло? Это звучит невозможный. Но в сегодняшней проблеме Науки, исследователи сообщают, что они придумали новый тип металлического стекла, сгибающего и кланяющегося как медный провод. Трансгрессия могла потенциально провести внутрь новую семью материалов удивления.
Ультратонкие металлические стекла были вокруг в течение многих десятилетий. Они стали гневом приблизительно 10 лет назад, когда исследователи обнаружили способ вырастить их как толстые плиты.
Это открыло дверь в использование этих чрезвычайно твердых и сильных материалов как все от новых структурных поддержек в зданиях к верхним частям клюшки для игры в гольф. К сожалению, сложите металлические стекла, также имеют Ахиллесову пяту: они являются столь же хрупкими как Ваше среднее оконное стекло.Проблема состоит в том, что те же свойства, дающие металлическим стеклам их силу также, способствуют их склонности сломаться. В стандартных металлах атомы выстраиваются в линию в однородном кристаллическом множестве, несмотря на то, что, как правило, они формируют множество крошечных кристаллитов, упакованных рядом с друг другом.
Когда напряжение применяется, это зерно проскальзывает мимо друг друга, позволяя металлу согнуться. Оптом металлические стекла, однако, атомы, как правило, замораживаются в случайном заказе, как жидкость. Напряжение в этом случае становится локализованным в единственном самолете атомов, проскальзывающем мимо его соседей. Хватка!
Как ошибка землетрясения, что разрывы, результатом является катастрофическая неудача материала. «Проблема состояла в том, чтобы ввести изящную неудачу в этих материалах», говорит Райнхольд Даускардт, материаловед из Стэнфордского университета в Калифорнии.В прошлом исследователи создали металлические стекла, которые могут согнуться, просто немного, путем смешивания металлических элементов и крошечных наночастиц. Переломы тех материалов имеют тенденцию размножаться, пока они не сталкиваются с наночастицей, где они рассеяны.
Создание таких соединений является трудным и дорогостоящим. Так, Вэй Хуа Ван, физик в китайской Академии Института Науки Физики в Пекине и его коллег решил искать более простой раствор. Они играли вокруг с составом давно известной большой части металлическое стекло, сделанное из циркония, алюминия, меди и никеля.
И они наталкиваются на простой рецепт, приведший к смеси твердых, плотных регионов материала, окруженного менее плотными мягкими зонами. Результат состоял в том, что, когда исследователи тогда согнули материал, переломы, начавшиеся в одной зоне, не размножались через соседние зоны. Таким образом вместо одной главной трещины, ломающей материал, стекло рассеяло силу во множество крошечных трещин и могло согнуть еще больше, чем предыдущие соединения.«Это – очень важный результат», говорит Даускардт.
Он предостерегает, однако, что данные представили в бумажном внимании на то, что происходит, когда материал сжат, в противоположность потянувшему. Последние меры собственность, известная как предел прочности, который важен для многих заявлений, таков как структурные поддержки зданий.
Так, если новые материалы могут противостоять тем напряжениям, Даускардт говорит, они могли бы проложить путь ко всем видам удивительных материалов.