Rejuvenescimento e deformação de um MG. Crédito: Natureza (2020). DOI:10.1038 / s41586-020-2016-3
Uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Cambridge encontrou uma maneira de rejuvenescer o vidro metálico para evitar que se quebre. Em seu artigo publicado na revista Natureza , o grupo descreve seu processo e propostas de uso para o vidro metálico rejuvenescido.
Vidros metálicos são metais que possuem uma estrutura interna semelhante ao vidro - em vez de uma estrutura de cristal, eles não são periódicos. Eles são feitos aquecendo ligas até seu ponto de fusão e, em seguida, resfriando-as de maneiras que evitam a cristalização. Os cientistas materiais estão interessados neles porque têm propriedades mecânicas incomuns, como resistência excepcional. Mas eles também têm uma grande fraqueza - sob estresse extremo, eles podem amolecer durante a deformação, levando a uma falha catastrófica. Em contraste, com metais normais, o estresse resulta no endurecimento quando ocorre a deformação plástica, evitando que toda a estrutura se desintegre. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram uma maneira de fazer o vidro metálico se comportar da mesma maneira.
Em seu trabalho, os pesquisadores demonstraram que a deformação durante a compressão triaxial pode rejuvenescer as amostras de vidro metálico o suficiente para permitir o endurecimento por deformação de uma forma que não tinha sido observada em um estado metálico antes. Ao fazê-lo, eles descobriram que com o endurecimento por tensão, a formação de faixas de cisalhamento na superfície da amostra pode ser evitada. Eles também descobriram que após o rejuvenescimento, o primeiro halo mudou de volta em direção a uma magnitude de vetor de espalhamento mais alta após a deformação. E eles descobriram que as taxas iniciais de endurecimento da amostra eram muito maiores do que as ligas cristalinas, o que mostrou que o mecanismo que usavam era muito eficiente.
Os pesquisadores notaram que o endurecimento por trabalho observado na amostra foi possibilitado pela proliferação de defeitos que impediam o deslizamento durante a deformação. Eles observaram ainda que, para aplicações de vidro metálico a granel, endurecimento de trabalho é baseado em reduções de energia, em oposição aos aumentos de energia vistos em metais cristalinos - uma diferença que destaca a novidade do mecanismo que eles usaram para endurecer por deformação sua amostra de vidro metálico.
O teste do processo mostrou que as amostras de vidro metálico são estáveis à temperatura ambiente, e as amostras tiveram um eficiente endurecimento por deformação, o que aumentou a possibilidade de aplicações comerciais.
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