俄罗斯学者们在冷冻后制造出塑性更强的超级坚固的金属玻璃


          俄罗斯国NUST MISIS的学者们对金属玻璃采取了低温热处理的方法,弄清楚这种方法有助于玻璃变得塑性更强,但不会让它失去原本的坚固性。研究文章发表在《自然-亚洲材料》杂志(NPG Asia Material)上。

       金属玻璃可用于各种领域:磁性材料、医疗工具、微型马达小齿轮、体育用品。这类玻璃非常坚固、耐磨擦,且抗腐蚀。

       但所有金属玻璃都有一个重要的不足之处--塑性低(或说易碎)。"复壮"消除了塑性低的缺陷--材料转变为更高能的状态,在不失去坚固性的情况下提高对塑性变形的抵抗力。

       俄罗斯NUST MISIS的学者们和该校毕业生谢尔盖·克托夫对样本在液态氮中进行循环冷却的方法如何影响金属玻璃的性质进行了研究。

       研究团队负责人、日本东北大学(Tohoku University)教授德米特里·卢兹金称,"我们发现,不管成分如何,采取类似方法有助于刺激玻璃的‘复壮'和其它东西的松弛(复壮的相反过程)"。

       得益于原子动力显微术,学者们弄明白,低温热处理还能在样本表面(在几十纳米的薄层)发生弹性变形的情况下提高材料抗压缩或拉伸的能力。

       这种效果在玻璃于室温下静置后消失。

       卢兹金表示:"低温热处理看上去是使金属玻璃改变性质、复壮或松弛的简单通用方法。"

       作者们说,他们将继续研究这种处理对不同材料结构和性质的影响。

       低温热处理改善金属玻璃性能中国学者走在前列。非晶中国大数据库信息显示: 2015年,汪卫华研究组与剑桥大学A. L. Greer教授领导的研究组及日本东北大学D. V. Louzguine-Luzgin合作,发现解决非晶合金材料老化难题的新方法:一种简单的非晶合金材料热循环处理工艺,该工艺将非晶合金在液氮或者液氦中浸泡几分钟,然后快速升温至室温并保持几分钟,如此多次循环。经过数十次循环之后发现,非晶合金整体能量升高,表现为非晶合金DSC曲线晶化前结构弛豫放热峰得到明显的增强。相关结果发表在Nature,524,200-203 (2015)上。

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