У многих сразу возникнет вопрос: при чем тут металл и стекло? Ну так вот, стекло может быть металлическим. Их ещё называют аморфными металлами или сплавами. То есть структура металлического стекла короткопериодическая, в отличие от металла, у которого длиннопериодическая структура. Если по-простому, кристаллическая решётка аморфного металла не упорядоченная, не как рисуют в учебниках, а гораздо более хаотичная. Достигается это за счёт моментального отверждения металла при быстром охлаждении, атомы просто не успеваются выстраиваться в ровный кристалл. Свойства металлических стёкол заметно отличаются в сравнении с их низкоэнтропийными собратьями. Они гораздо прочнее и заметно более жёсткие, часто обладают больше твёрдостью, но гораздо хуже проводят электрический ток. Выглядят они как обычные металлы, но их блеск выглядит немного иначе, порой кажется, что это смесь стекла и металла.
Благодаря своим свойствам, аморфные металлы привлекают большое внимание учёных. Очень многие явления, связанные с металлическими стёклами, являются трудными в понимании и оттого интересными с научной точки зрения. Например, деформация металлических стекол является сложным процессом, который до сих пор не полностью изучен. Одной из основных причин этого является то, что деформация металлических стекол происходит не в упорядоченной структуре, в которой положение и перемещение атомов достаточно предсказуемо, а в полном хаосе. Это означает, что для понимания механизмов деформации необходимо изучать движение отдельных атомов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, профессор Ян Шроерс и его коллеги изучили деформацию металлических стекол на атомном уровне. Для этого они использовали образцы циркония, меди и других металлических стекол в мягком состоянии. Ученые использовали просвечивающую электронную микроскопию для наблюдения за движением отдельных атомов во время деформации.
Результаты исследования показали, что деформация металлических стекол происходит путем скольжения атомов относительно друг друга. Это скольжение происходит вдоль определенных плоскостей, которые называются плоскостями скольжения. Плоскости скольжения представляют собой области, в которых связи между атомами слабее, чем в других областях.
Ученые также обнаружили, что деформация металлических стекол зависит от размера образца. Образцы меньшего размера деформируются легче, чем образцы большего размера. Это связано с тем, что в образцах меньшего размера меньше дефектов, которые могут препятствовать скольжению атомов.
Источник:
Найцзя Лю и др., Поведение деформации в наноразмерных аморфных металлах в зависимости от размера, предполагающее переход от коллективного к индивидуальному транспорту атомов (Naijia Liu et al, Size-dependent deformation behavior in nanosized amorphous metals suggesting transition from collective to individual atomic transport), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41582-2
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
