我研究团队发现玻璃材料 性能调控“基本参数”

玻璃态材料一般分为金属玻璃、氧化物玻璃、有机玻璃等,在应用之前需要进行退火,通过缓慢冷却消除加热历史对玻璃结构和性能的影响。团队负责人王军强研究员介绍,科学家已发现α弛豫、β弛豫、γ弛豫等弛豫模式,它们在调控玻璃材料的硬度、塑性、磁性等不同性能方面各有侧重。

我研究团队发现玻璃材料 性能调控“基本参数”

来源: 科技日报
2023-05-10 02:00 
分享
分享到
分享到微信

科技日报宁波5月9日电 (洪恒飞 高晓静 记者江耘)9日,记者从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉,该所非晶合金磁电功能特性研究团队探测到了玻璃态材料的弛豫运动基本单元——弛豫子,即在退火工艺中调控玻璃材料性能的“基本参数”,这对理解玻璃态本质、改善玻璃性能具有重要意义。研究成果发表在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》上。

玻璃态材料一般分为金属玻璃、氧化物玻璃、有机玻璃等,在应用之前需要进行退火,通过缓慢冷却消除加热历史对玻璃结构和性能的影响。从动力学角度而言,退火使玻璃内部能量由高到低的过程被称作弛豫。由于玻璃态材料能量状态丰富,存在多种弛豫模式,且不同弛豫模式之间存在耦合和记忆效应,缺乏精准调控的理论和方法,限制了高性能玻璃态材料的研发进程。

团队负责人王军强研究员介绍,科学家已发现α弛豫、β弛豫、γ弛豫等弛豫模式,它们在调控玻璃材料的硬度、塑性、磁性等不同性能方面各有侧重。有一种理论认为,好比一道阳光有不同波长的光谱,弛豫模式也由具有不同频率的基本单元组成,不同频率的基本单元反映了玻璃结构的不均匀性,但这一理论缺少直接的实验证据。

研究团队利用高精度闪速差示扫描量热仪研究了多种玻璃态材料在不同退火温度和退火时间下的热流变化,发现不同温度或弛豫时间的热流弛豫峰与晶体中的声子一样,符合德拜方程,他们称之为弛豫子(relaxun)。而且这些弛豫子谱线的叠加轮廓与力学弛豫谱线具有一致性,表明宽泛的谱峰确实来自独立弛豫单元谱的叠加。

谈及这项成果的应用前景,王军强打了个比方:“将玻璃材料的研制比作拍照,以往可以从人像模式、风景模式、微距模式等几大类里挑,现在基于新发现的弛豫基本单元,就可以单独控制快门、光圈、焦距、感光度等精细参数,克服原有弛豫模式存在的局限性,精准调控调节玻璃的性能。”

(江耘)

【责任编辑:张瑨瑄】
中国日报网版权说明:凡注明来源为“中国日报网:XXX(署名)”,除与中国日报网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或单位未经允许禁止转载、使用,违者必究。如需使用,请与010-84883777联系;凡本网注明“来源:XXX(非中国日报网)”的作品,均转载自其它媒体,目的在于传播更多信息,其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何问题与本网无关。
版权保护:本网登载的内容(包括文字、图片、多媒体资讯等)版权属中国日报网(中报国际文化传媒(北京)有限公司)独家所有使用。 未经中国日报网事先协议授权,禁止转载使用。给中国日报网提意见:rx@chinadaily.com.cn