Московские физики показали, что криотермическая обработка сверхпрочных аморфных металлов делает их менее хрупкими.
Большая международная команда ученых с участием исследователей из НИУ «МЭИ» и НИТУ «МИСиС» рассмотрела, как сказываются на металлических стеклах сверхнизкие температуры. О результатах этой работы авторы рассказывают в статье, опубликованной журналом NPG Asia Materials.
Аморфные, лишенные кристаллической решетки металлы проявляют довольно необычные и часто полезные свойства. Такие «металлические стекла» могут отличаться высокой прочностью и вязкостью, коррозионной и износостойкостью, особыми магнитными и электрическими характеристиками. Однако они нередко слишком хрупки, что ограничивает их использование на практике.
Повысить пластичность металлических стекол можно, еще более разупорядочив частицы в структуре материала — этот процесс называется омоложением. В некоторых случаях может оказаться полезным и обратный процесс релаксации, связанный с повышением плотности и упорядоченности (и снижением энергии) структуры металлического стекла. Российские ученые совместно с коллегами из Японии и Европы показали, что для этих целей можно использовать циклическую криотермическую обработку.
Прошедшие ее образцы исследовались с помощью атомно-силовой микроскопии и продемонстрировали локальное увеличение модуля Юнга, а значит, и способности сопротивляться упругой деформации — на поверхности. Эффект исчезал при естественном старении металлического стекла при комнатной температуре. С другой стороны, изменения во всем объеме образца оставались стабильны. Ученые связывают это с естественной гетерогенностью структуры, различиями между поверхностными (толщиной в несколько десятков нанометров) и внутренними областями.
«Мы обнаружили, что применение криотермических циклов может стимулировать „омоложение“ одних стекол и релаксацию других, в зависимости от состава», — цитирует одного из авторов работы, сотрудника кафедры металловедения цветных металлов НИТУ «МИСиС» Артема Трифонова поступивший в редакцию пресс-релиз.
