p Fig. 1. Observação da propagação de fissuras dominadas por cavitação em um vidro metálico. Crédito:Instituto de Física
p Os materiais vítreos desempenham um papel fundamental no mundo moderno, mas a fragilidade inerente sempre foi o calcanhar de Aquiles que limita severamente sua utilidade. Devido à estrutura amorfa desordenada dos materiais vítreos, muitos mistérios permanecem. Isso inclui os mecanismos de fratura de vidros tradicionais, como vidros de silicato, bem como a origem das intrigantes morfologias de fratura padronizadas dos vidros metálicos. p A cavitação tem sido amplamente considerada o mecanismo subjacente que rege a fratura de vidros metálicos, bem como outros sistemas vítreos. Até agora, Contudo, os cientistas não foram capazes de observar diretamente o comportamento da cavitação nas fraturas, apesar de seus intensos esforços.
p Esta situação mudou com o trabalho recente do Dr. Shen Laiquan, Prof. Bai Haiyang, Prof. Sun Baoan, e outros do grupo do Prof. Wang Weihua no Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS), que observaram com sucesso o efeito da cavitação no comportamento de fratura em vidros. Eles revelaram que a propagação de trincas é dominada pela nucleação auto-organizada, crescimento, e coalescência de nanocavidades em vidros metálicos.
p Eles mostraram o processo evolutivo de morfologias de fissuras de nanocavidades separadas a nanocorrugações semelhantes a ondas, e confirmou que a cavitação é a origem dos padrões de superfície de fratura periódica.
p Além disso, eles descobriram que nanopadrões induzida por cavitação também são prevalentes em vidro de polímero típico (policarbonato) e vidro de silicato (sílica), indicando que o mecanismo de cavitação é comum na fratura de vidros. O fluxo de plástico exibido pelo processo de cavitação prova, portanto, que a ductilidade em nanoescala está envolvida na quebra de vidros nominalmente quebradiços.
p Fig. 2. Evolução de rachaduras de nanocavidades separadas para nanocorrugações semelhantes a ondas. Crédito:Instituto de Física
p A descoberta do comportamento da cavitação na fratura de vidros desafia o conceito tradicional de como os vidros se quebram. As descobertas dos pesquisadores têm implicações significativas para a compreensão do processo fundamental de falha em sistemas desordenados, e fornece incentivos para a engenharia de vidros melhores.
p Fig. 3. Padrões de superfície de fratura nanoestruturada induzida por cavitação em vidros de polímero e sílica. Crédito:Instituto de Física
p Este estudo, intitulado "Observação da cavitação que rege a fratura em vidros, "foi publicado em
Avanços da Ciência .