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空化在玻璃破裂中的作用

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北京,2021年4月2日——中国科学院物理研究所王卫华的团队研究了空化在不同类型的断裂行为中的作用玻璃在一项研究中,该研究可能被证明有助于开发更强的材料。

空化作用长期以来一直被认为是金属玻璃和其他玻璃系统破裂的潜在机制。然而,迄今为止,观察裂缝空化行为的研究工作一直未能提供有关影响的决定性信息。

研究人员首先在附着在倾斜衬底上的样品上进行维氏压痕(用金字塔形金刚石和一种确定材料硬度的程序完成)。倾斜,连同金字塔压头,被引入来诱导开口加载,导致从压头角发散的解理。这是用扫描电子显微镜观察到的。

实验结果表明,金属非晶玻璃裂纹的扩展主要由纳米空洞的自组织形核、生长和聚结所主导。

进一步揭示了裂纹形貌从分离的纳米空洞到波状纳米波纹的演化过程,并证实了空化是周期性断裂表面图案的起源。

研究人员还发现,空化诱导的纳米模式在典型的聚合物玻璃和硅酸盐玻璃中普遍存在,这表明空化机制在玻璃的断裂中普遍存在。因此,空化过程所表现出的塑性流动证明了纳米尺度的延性参与了名义上脆性玻璃的破碎。

证明空化行为在玻璃的破裂挑战了传统的理解玻璃如何破裂。研究人员的发现对于理解无序系统中失效的基本过程具有重要意义,并为设计更好的玻璃提供了思路。

这项研究发表在科学的进步(www.doi.org/10.1126/sciadv.abf7293)。

Photonics.com
2021年4月
术语表
玻璃
一种各种金属氧化物的非晶体无机混合物,通过加热与玻璃化剂(如二氧化硅、硼或磷的氧化物)熔合而成普通的窗玻璃或瓶盖玻璃是由苏打、石灰和沙子混合而成,经熔化、铸造、卷制或吹制成型。大多数玻璃在可见光谱下是透明的,在红外线下可达2.5µ米左右,但也有一些是不透明的,如天然黑曜石;尽管如此,它们还是可以作为镜子的空白。一些元素的痕迹,如钴、铜和……
在激光器中,由两个同轴镜组成的光学谐振腔,一个完全反射,一个部分反射,其位置使激光发生振荡。
研究与技术 光学 玻璃 金属玻璃 裂纹 裂纹扩展 骨折 打破 破损 nanocavity 中国科学院 物理研究所 中国科学院物理研究所 亚太地区

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