Nézze meg a sporthíreket is
Iratkozzon fel hírlevelünkre Nézze meg a sporthíreket is
Sok szempontból, az üveg vonzó anyag a modern technológiák számára. Azonban merevsége, mely könnyen repedésekhez és törésekhez vezet, limitálja potenciális alkalmazásait. Az olyan kutatási módszerek, melyek az üveg keménységét igen nagyon növelni akarják, miközben megmaradnak az üveg előnyös tulajdonságai, sikertelenek voltak.
Az új módszer oxid üvegekkel dolgozik, amiknek meglehetősen rendezetlen belső struktúrájuk van és a legszéleskörűbben elterjedt kereskedelmileg használt üveg anyag. Alumínium-szilikátot alkalmazva, mely szilíciumot, alumíniumot, bórt és oxigént tartalmaz, a kutatócsapat nagy nyomású és nagy hőmérsékletű technológiákkal létrehozott egy új szerkezetet a Bayreuth Egyetem Kísérleti Geokémiai és Geofizikai Bajor Kutató Intézetében. 10-15 gigapascal nyomáson és körülbelül 1.000 Celsius-fokon a szilícium, alumínium, bór és oxigén atomok egybecsoportosulnak és kristályszerű szerkezeteket képeznek. A szerkezetneve parakristály, mert jelentősen eltér a teljesen szabálytalan struktúrától, de nem közelíti meg a teljesen szabályos kristályszerkezetet.
A spektroszkóp technikákat alkalmazó empírikus elemzések és a teoretikus számítások is világosan mutatták ezt a köztes állapotot a kristályszerkezet és az amorf irregularitás között. Még a normál környezeti feltételek melletti nyomás és hőmérséklet csökkenés után is, a parakristály szerkezetek megmaradtak az alumínium-szilikát üvegben.
Az üvegnek a keménysége sokszorosan nagyobb, mint a parakristályosítás előtt. Eléri akár a 1,99 ± 0,06 MPa (m)¹/² értéket is. Ilyen keménységet oxid üvegeknél sosem mértek korábban. Ugyanakkor az üveg átlátszóságára nem gyakorolnak komoly hatást a parakristályos szerkezetek.Az üvegre kívülről ható erők, melyek általában töréshez és belső repedésekhez vezet, most főleg a parakristály szerkezetek ellen vannak irányítva. Feloldják ezeknek a struktúráknak a területeit és átalakítják őket vissza egy amorf, random állapotba. Ily módon az üveg teljes egészében nagyobb belső képlékenységre tesz szert, így nem törik, vagy reped, amikor ezeknek, vagy még nagyobb erőknek van kitéve.
A kutatók azt mondják, hogy a parakristályosítás miatti keménység növekedés azt mutatja, hogy az atomi szinten történő szerkezeti változásoknak jelentős hatása van az oxid üvegek tulajdonságaira és ezen a szinten nagy lehetőség van, hogy olyan üveget hozzanak létre, ami távol van az anyagfáradástól.
(Forrás: https://phys.org/)
