МОСКВА, 2 июл — РИА Новости. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» применили метод криотермической обработки к металлическим стеклам и выяснили, как он поможет стеклам обрести нужные свойства — в частности, стать пластичнее, не потеряв исходную прочность. Статья об исследовании опубликована в журнале «NPG Asia Materials».
Металлические стекла (или аморфные сплавы) применяют в самых разных областях: магнитные материалы и медицинские инструменты, шестеренки микромоторов и спортинвентарь. Такие стекла очень прочны, стойки к износу и коррозии. Однако у всех стекол из металла есть и важный недостаток — малая пластичность (или склонность к хрупкости). Её устраняет «омоложение» — перевод материала в более высокое энергетическое состояние, повышающий сопротивление пластической деформации без потери прочности.
Ученые НИТУ «МИСиС», совместно с Сергеем Кетовым (выпускник НИТУ «МИСиС»), изучили, как на свойства металлических стекол воздействует криотермическая обработка — метод циклического охлаждения образцов в жидком азоте. «Мы обнаружили, что применение криотермических циклов может стимулировать „омоложение“ одних стекол и релаксацию (обратный омоложению процесс) других, в зависимости от состава», — сообщил научный руководитель группы, профессор Университета Тохоку Дмитрий Лузгин.
Благодаря атомно-силовой микроскопии ученые выяснили, что криотермическая обработка также резко повышает способность материала сопротивляться растяжению и сжатию при упругой деформации на поверхности образцов (в тонком слое с десятки нанометров). Этот эффект, однако, исчезает после выдержки стекла при комнатной температуре. Объемный же эффект сохраняется со временем и позволяет улучшить пластичность сплава.
«Криотермическая обработка выглядит универсальным и простым методом для изменения свойств, омолаживания или релаксации металлических стекол. Важно, что она способна как улучшить, так и ухудшить пластичность — это требует тщательной подборки состава сплава, исходя из строения атомных связей в материале», — заявляет Дмитрий Лузгин.
По словам авторов, они продолжат изучать влияние такой обработки на структуру и свойства разных материалов. «Приручение» процесса позволит сделать пластичнее не только объемные металлические стекла, но и композиты типа «металлическое стекло-кристалл» (чье «омоложение» может проявляться еще сильнее из-за большей неоднородности структуры).
