Специалисты из Калифорнийского технологического института и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли получили металлическое стекло с очень высокой стойкостью к повреждениям, сообщает Компьюлента.
Стекло, в отличие от металлов, не имеет кристаллической структуры.
Стекло, в отличие от металлов, не имеет кристаллической структуры.
Его аморфная структура никак не защищена от распространения трещин, что объясняет хрупкость стекла. Тот же недостаток есть и у металлических стёкол, которые также довольно легко разрушаются путём образования так называемых сдвиговых полос, перерастающих в трещины. Однако при появлении большого количества этих полос становится возможным достижение обратного эффекта: материал получит возможность изгибаться, не разрушаясь.
Именно такой материал, для которого энергия образования сдвиговых полос будет много меньше энергии, необходимой для их превращения в трещины, попытались создать авторы исследования.
Испробовав множество вариантов, они остановились на сплаве палладия, фосфора, кремния и германия, позволявшем получить стеклянные стержни диаметром около 1 мм. При добавлении серебра диаметр стержней удалось увеличить до 6 мм — размер образцов ограничивается тем, что исходный расплав требует очень быстрого охлаждения.
«Смешивая пять элементов, мы добиваемся того, что материал при охлаждении „не знает“, какую кристаллическую структуру принять, и выбирает аморфную», — поясняет один из участников исследования Роберт Ритчи (Robert Ritchie).
Эксперименты показали, что такое металлическое стекло действительно сочетает присущую стёклам твёрдость с характерным для металлов сопротивлением развитию трещин.
На практике новый материал, содержащий чрезвычайно дорогой палладий, наверняка будет использоваться редко. Возможно, он пригодится для изготовления зубных или каких-либо других медицинских имплантатов. «К сожалению, мы пока не определили, почему наш сплав имеет столь привлекательные характеристики, — говорит другой участник работ Мариос Деметриу (Marios Demetriou). — Если нам это удастся, можно будет попробовать создать удешевлённый вариант стекла на основе меди, железа или алюминия».
Именно такой материал, для которого энергия образования сдвиговых полос будет много меньше энергии, необходимой для их превращения в трещины, попытались создать авторы исследования.
Испробовав множество вариантов, они остановились на сплаве палладия, фосфора, кремния и германия, позволявшем получить стеклянные стержни диаметром около 1 мм. При добавлении серебра диаметр стержней удалось увеличить до 6 мм — размер образцов ограничивается тем, что исходный расплав требует очень быстрого охлаждения.
«Смешивая пять элементов, мы добиваемся того, что материал при охлаждении „не знает“, какую кристаллическую структуру принять, и выбирает аморфную», — поясняет один из участников исследования Роберт Ритчи (Robert Ritchie).
Эксперименты показали, что такое металлическое стекло действительно сочетает присущую стёклам твёрдость с характерным для металлов сопротивлением развитию трещин.
На практике новый материал, содержащий чрезвычайно дорогой палладий, наверняка будет использоваться редко. Возможно, он пригодится для изготовления зубных или каких-либо других медицинских имплантатов. «К сожалению, мы пока не определили, почему наш сплав имеет столь привлекательные характеристики, — говорит другой участник работ Мариос Деметриу (Marios Demetriou). — Если нам это удастся, можно будет попробовать создать удешевлённый вариант стекла на основе меди, железа или алюминия».
Обсуждения Получено очень прочное металлическое стекло