Исследователи UCLA изобрели технологию закалки стекла с помощью наночастиц
UCLA
Электронно-микроскопическое изображение нового, более прочного стекла, разработанного в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе показывает, как наночастицы (округлые, неправильной формы) отклоняют трещину и заставляют ее разветвляться

Исследователи UCLA изобрели технологию закалки стекла с помощью наночастиц

Специалисты Университета Калифорния в Лос-Анджелесе, США (UCLA) разработали технологию, при которой для укрепления атомной структуры стекла используются наночастицы. В результате получается продукт, который по меньшей мере в пять раз прочнее любого доступного сегодня стекла. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials.

По мнению разработчиков, этот процесс может дать сверхпрочное стекло, которое можно будет применять в архитектуре и в промышленности.

Стекло и керамика могут быть усилены с помощью внешних обработок, таких как химические покрытия, однако эти подходы не изменяют тот факт, что сами материалы являются хрупкими.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе воспользовались атомной структурой металлов, которая способна выдерживать удары, а не ломаться.

«Химические связи, которые скрепляют стекло и керамику, довольно жесткие, в то время как связи в металлах обеспечивают некоторую гибкость», — сказал Сяочунь Ли, профессор производства Raytheon в Технической школе UCLA Samueli, возглавляющий исследование.

Читайте также: 2022 может стать Годом стекла — лидеры стекольной промышленности представили предложение для ООН

Исследователи выдвинули гипотезу о том, что стекло, наполненное наночастицами карбида кремния, сможет поглощать больше энергии, прежде чем разрушится. Они добавили наночастицы в расплавленное стекло при температуре 1650 °C (3000 градусов по Фаренгейту), что помогло обеспечить равномерное распределение наночастиц.

После затвердевания материала внедренные наночастицы могут стать препятствиями для потенциальных трещин. Когда происходит перелом, крошечные частицы заставляют его разветвляться на крошечные сети, а не ломаться линейно. Такое разветвление позволяет стеклу поглощать значительно больше энергии от разрушения, прежде чем оно нанесет значительный ущерб.

Спекание, при котором порошок нагревается под давлением, а затем охлаждается, является основным методом изготовления стекла. Этот метод также использовался в предыдущих экспериментах другими исследовательскими группами для диспергирования наночастиц в стекле или керамике. Но в этих экспериментах наночастицы не были распределены равномерно, и полученный материал имел неравномерную ударную вязкость.

Стеклянные блоки, которые команда UCLA разработала для эксперимента, имели несколько молочный оттенок, но г-н Ли сказал, что процесс может быть адаптирован для создания прозрачного стекла.


По материалам Glassonline

+380 44 237 XX XX +380 44 237 2567
Идентификатор: 20451
vikna.uavikna.ua
Окна в Харькове и области от компании Good Master из профилей Veka, WDS, Rehau, ремонт окон