ახალი პროგრესი შუშის მასალების საწინააღმდეგო კვლევებში

ცოტა ხნის წინ, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის მექანიკის ინსტიტუტმა თანამშრომლობდა სახლში და მის ფარგლებს გარეთ მკვლევარებთან, რათა ახალი პროგრესი მიაღწიოს შუშის მასალების საწინააღმდეგო დაბერების დროს, და პირველად ექსპერიმენტულად გააცნობიერა ტიპიური მეტალის შუშის უკიდურესად ახალგაზრდული სტრუქტურა ულტრა სწრაფი დროით. დაკავშირებულ შედეგებს სახელწოდებით ულტრაფასტის უკიდურესი გაახალგაზრდავება მეტალის სათვალეების მიერ შოკის შეკუმშვით, რომელიც გამოქვეყნებულია მეცნიერების წინსვლებში (მეცნიერების წინსვლა 5: EAAW6249 (2019)).

მეტასტაზირებულ შუშის მასალას აქვს სპონტანური დაბერების ტენდენცია თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში, და ამავე დროს, მას თან ახლავს მატერიალური თვისებების გაუარესება. ამასთან, გარე ენერგიის შეყვანის საშუალებით, შუშის დაბერებულმა მასალამ შეიძლება გააუქმოს სტრუქტურა (გაახალგაზრდავება). დაბერების საწინააღმდეგო პროცესი, ერთი მხრივ, ხელს უწყობს მინის რთული დინამიური ქცევის ძირითადი გაგებას, მეორეს მხრივ, ეს ასევე ხელს უწყობს მინის მასალების საინჟინრო გამოყენებას. ბოლო წლების განმავლობაში, ფართო გამოყენების პერსპექტივით, მეტალის შუშის მასალებისთვის, შემოთავაზებულია სტრუქტურული გაახალგაზრდავების მეთოდების სერია, რომელიც დაფუძნებულია არაოფიციალური დეფორმაციის საფუძველზე, რათა ეფექტურად გააკონტროლონ მასალების მექანიკური და ფიზიკური თვისებები. ამასთან, ყველა წინა გაახალგაზრდავების მეთოდი მუშაობს სტრესის დაბალ დონეზე და საჭიროებს საკმარისად დიდხანს მასშტაბს და, შესაბამისად, აქვს დიდი შეზღუდვები.

მსუბუქი გაზის იარაღის მოწყობილობის ორმაგი სამიზნე ფირფიტის ზემოქმედების ტექნოლოგიის საფუძველზე, მიხვდნენ, რომ ტიპიური ცირკონიუმზე დაფუძნებული მეტალის შუშის სწრაფად გაახალგაზრდავება მაღალ დონეზე, დაახლოებით 365 ნანოწამში (ერთი მილიონი დრო სჭირდება ადამიანს თვალის დახამხცევისთვის). ენთალპია უკიდურესად არაკეთილსინდისიერია. ამ ტექნოლოგიის გამოწვევაა გამოიყენოთ რამდენიმე GPA დონის ერთჯერადი პულსის დატვირთვა და გარდამავალი ავტომატური გადმოტვირთვა მეტალის შუშაში, რათა თავიდან აიცილოთ მასალების დინამიური უკმარისობა, როგორიცაა მოჭრილი ზოლები და სპალაცია; ამავდროულად, ფლაერის გავლენის სიჩქარის კონტროლით, ლითონის სწრაფი გაახალგაზრდავება მინის "იყინება" სხვადასხვა დონეზე.

მკვლევარებმა ჩაატარეს ყოვლისმომცველი გამოკვლევა მეტალის შუშის ულტრა სწრაფი გაახალგაზრდავების პროცესის შესახებ, თერმოდინამიკის, მრავალმხრივი სტრუქტურისა და ფონონის დინამიკის „ბოსის მწვერვალი“ პერსპექტივებიდან, რაც ცხადყოფს, რომ მინის სტრუქტურის გაახალგაზრდავება მოდის ნანო-მასშტაბის მტევანი. უფასო მოცულობა, რომელიც გამოწვეულია "გარსის გადასვლის" რეჟიმში. ამ ფიზიკური მექანიზმიდან გამომდინარე, განსაზღვრულია დებორას განზომილებიანი ნომერი, რაც განმარტავს მეტალის მინის ულტრა სწრაფი გაახალგაზრდავების დროის მასშტაბის შესაძლებლობას. ამ ნამუშევარმა გაზარდა მეტალის შუშის სტრუქტურების გაახალგაზრდავების დრო, მინიმუმ 10 ბრძანებით, გააფართოვა ამ ტიპის მასალის განაცხადის ველები და გააღრმავა ხალხის გაგება შუშის ულტრაბგერითი დინამიკის შესახებ.