Физики TIFR связали предел текучести стёкол с их хрупкостью

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Стекло окружает нас повсюду — от экранов смартфонов и оконных стеклопакетов до сложных полимеров и гелей. При этом одни материалы при ударе разлетаются на мелкие осколки, а другие лишь деформируются. Команда физиков из Института фундаментальных исследований Тата (TIFRH) выяснила точные причины разрушения стекла, опубликовав результаты масштабного компьютерного моделирования в научном издании Nature Communications.

Ключ к разгадке кроется в процессе производства. Любое стекло — это жидкость, которую охладили настолько быстро, что ее молекулы не успели выстроиться в правильную кристаллическую решетку, застыв в хаотичном порядке. Индийские ученые установили, что механические свойства готового материала зависят от того, как именно замедляется движение этих частиц при охлаждении (так называемых «энергетических барьеров»).

Автор: vector_corp Источник: www.magnific.com

Если при понижении температуры вязкость жидкости растет резко и неравномерно, формируется классическое «хрупкое» стекло. Под физическим давлением (изгибом или сжатием) такой материал долго сопротивляется, накапливая энергию. Когда достигается предел текучести (максимальный порог прочности), происходит резкий сброс напряжения — материал мгновенно лопается. Напротив, если вязкость при охлаждении нарастает плавно («прочные» стекла), энергетические барьеры остаются низкими. Такой материал при нагрузке демонстрирует пластичность: он не накапливает критическое напряжение и начинает плавно деформироваться еще до того, как сломается.

Детальное понимание связи между температурными режимами и деформацией материалов имеет колоссальное практическое значение. Зная причины разрушения стекла на молекулярном уровне, технологи смогут программировать прочность материалов еще на этапе их плавки. В перспективе это приведет к созданию небьющихся дисплеев для гаджетов, более безопасных лобовых стекол для автомобилей и долговечных композитов для аэрокосмической отрасли.

Источник: Phys.org

нет
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Китайское поле экспериментов. Фонарик-Франкенштейн с отличной дальнобойностью. Обзор Wurkkos K1

Китайские инженеры сделали настоящего фонарного Франкенштейна, склеив в одном корпусе дальнобойный, налобный и кемпинговый фонарики. Wurkkos K1 имеет 400м дальнобойности, 600люм заливного ближнего...

Зачем на современных судах устанавливают огромные вращающиеся цилиндры

На верхней палубе балтийского парома Copenhagen стоит белый цилиндр высотой с многоэтажный дом. Во время работы его наружная оболочка вращается вокруг неподвижной опоры. Такие установки появились и...

Загрязнение микропластиком меняет цвет Тихого океана — и это уже видно из космоса

Когда речь заходит о Большом тихоокеанском мусорном пятне, обычно представляют скопления крупного плавающего пластика: бутылок, упаковок, рыболовных сетей и обломков контейнеров. Однако основная...

Вагон с пропеллерами подвесили над путями: почему поезд Бенни так и не стал обычным транспортом

На фотографии 1930 года пассажирский вагон напоминает корпус небольшого самолёта. Он находится над обычной железной дорогой, держится за верхнюю направляющую и движется с помощью воздушных винтов....

Огонь сам открывает воду: как появились автоматические пожарные спринклеры

Пожарная труба под потолком долгое время была почти бесполезна без человека. Можно было заранее провести по зданию водопровод, сделать в нём отверстия и даже держать рядом большой запас воды, но...

Бетон вместо радара: как огромные чаши на берегу Англии помогали слышать самолёты

На английском побережье сохранились огромные бетонные чаши, обращённые к морю. Рядом с некоторыми стоят изогнутые стены, похожие на фрагменты недостроенного стадиона. Их задача была вполне...