Kruchość cieczy to zmiana płynności cieczy wraz z temperaturą. Uważa się, że jest to jedna z kluczowych właściwości cieczy. Uważa się, że niska kruchość sprzyja tworzeniu szkieł metalicznych. Jednak kruchość pozostaje słabo poznana, ponieważ dane eksperymentalne dotyczące jej zależności kompozycyjnej są skąpe.
Pomiar kruchości szerokiej gamy cieczy tworzących szkło metaliczne jest dość trudny. Ale naukowcy z Uniwersytet Yale opracowali metodę pomiaru, jak płynność cieczy zmienia się wraz z temperaturą. Metoda zwana metodą nadmuchiwania folii (FIM) mierzy kruchość szerokiej gamy cieczy tworzących szkło metaliczne.
Metoda ta pozwala naukowcom lepiej zrozumieć właściwości płynów. Jednocześnie zaprzecza od dawna utrzymywanemu w terenie założeniu, że niska kruchość jest lepsza do formowania metalowe okulary.
Za ich właściwości odpowiadają osobliwe struktury atomowe tych materiałów; gdy metaliczne szkła stygną z cieczy do ciała stałego, ich atomy układają się losowo, a nie krystalizują jak zwykłe metale.
Jan Schroers, profesor inżynierii mechanicznej i inżynierii materiałowej, powiedziany, „Metoda jest „dużym krokiem w kierunku” zrozumienia trudnej fizyki metalicznego szkła. Szczególnie kłopotliwa jest płynna część procesu formowania”.
„Stan ciekły jest dla nas najtrudniejszym stanem do zrozumienia, do zmierzenia. Zasadniczo wiemy wszystko o ciałach stałych, o tym, jak układają się atomy, i możemy to wszystko obliczyć na komputerze – prawie nie trzeba już przeprowadzać eksperymentów. Gaz jest również bardzo łatwy, ponieważ atomy są tak daleko od siebie, że nie wchodzą w interakcje. Płynny, jako stan, prawie nic o nim nie wiemy”.
„To pozwala nam rozszerzyć teorie dotyczące formowania się szkła, co jest jedną z największych zagadek w fizyce”.
Referencje czasopisma:
- Kube SA, Sohn S., Ojeda-Mota R. i in. Składowa zależność kruchości w metalicznych cieczach szkłotwórczych. Nat Commun 13 3708 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31314-3
