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在您的金属玻璃的微小的泡影不是庆祝的原因

<p>约翰斯·霍普金斯大学香槟酒杯中的气泡可能会给饮料带来节日气氛,但是在金属玻璃材料中形成的微小气泡可能会给人们带来严重的麻烦</p><p>在这种通常高强度的材料中,气泡可能表明正在发生脆性破坏这就是为什么约翰霍普金斯大学的研究人员使用计算机模拟来研究当一块金属玻璃被负压向外拉时这些气泡是如何形成和膨胀的,例如真空产生的吸力他们的研究结果最近发表在物理评论快报上</p><p> “许多人对金属眼镜很感兴趣,因为它们的强度和潜在用途,可用于制造更好的手机外壳,电脑外壳和其他产品,”负责监督研究的Michael L Falk表示,“但这究竟是导致这些材料破裂的原因分开或℠fail'仍然是个谜通过研究当这些眼镜破裂时出现的气泡的行为,我们是abl e了解更多关于这个过程是如何发生的“当提到玻璃时,很多人都会想到窗玻璃但是对于科学家来说,玻璃是一种从液体快速冷却到固体的材料,因此它的原子不能有序排列晶格,就像大多数金属一样几乎随机排列的原子使玻璃具有独特的机械和磁性特性与窗玻璃不同,大多数金属玻璃不透明或容易折断,但它们经常在弯曲后回弹到原来的形状</p><p>当施加足够强大的力量时,他们可以打破“我们的实验室团队有兴趣了解金属玻璃如何易于破碎,产生裂缝需要多少能量,”惠特工程学院教授福尔克说</p><p>材料科学与工程系“我们想在裂缝尖端的条件下研究材料,裂缝拉开玻璃的点我们我希望看到随着材料在那个位置分裂而形成的步骤这就是戏剧性事件发生的地方:原子被拉开;债券被打破“在这个分裂开始的地方,一个空置的空间 - 一个泡沫 - 留在高负压下自发形成微小气泡是一个被称为空化的过程.Falk实验室的研究人员发现空化起了作用金属玻璃失效或崩溃的关键作用“我们有兴趣看到这些泡沫之一的诞生,”他说,“一旦它出现,随着它变大,它释放能量,最终可能变得足够大让我们在显微镜下看到它但是当我们看到它们的时候,它们形成的过程将会很长时间“因此,为了研究泡沫的诞生,福尔克的团队依赖于一个计算机模型</p><p>由铜和锆制成的金属玻璃立方体,每侧仅测量约30个原子根据定义,气泡在金属玻璃的数字块中显示为空腔,在该开放空间内不存在原子“通过我们的计算机模型实验,w我想看看我们是否可以预测这些气泡可以在什么条件下形成,“福尔克说,模拟显示这些气泡以经典理论很好地预测的方式出现,但气泡的形成也与玻璃的尝试相竞争</p><p>重新调整其原子以释放施加到特定位置的应力第二个过程称为剪切转换当玻璃响应压力时,两个过程中的哪一个具有上部手泡形成或剪切变换 - 变化,研究人员发现例如,他们确定在高拉伸载荷的情况下气泡占主导地位,这意味着在裂缝尖端附近更常见的强拉力但是当拉力处于较低水平时,原子重新洗涤过程使得福尔克和他的同事们占了上风希望他们的研究结果可以帮助正在开发新金属玻璃合金的科学家,他们可以利用这种材料的高强度a弹性,以及在模塑成特定形状时不会收缩的趋势这些特性是珍贵的,例如,手机和电脑的制造商这类产品的生产商已经表达了对金属玻璃和Falk团队的兴趣</p><p>研究可以帮助他们开发不易破碎的新型金属玻璃合金 “我们的目标是将我们的研究结果纳入这些材料失效的预测模型中,”Falk说,“这样它们可以进行优化,并用于需要既坚固又抗断裂的材料的应用中</p><p>”物理学的主要作者评论论文文章是Falk实验室的博士后研究员Pengfei Guan和Falk一起,合作者是Shuo Lu,Michael JB Spector和Pavan K Valavala,他们在研究时都是Falk实验室团队的成员</p><p>这项工作得到了国家科学基金会资助号DMR0808704的支持 - 网上:

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