Ученые открыли ключевые факторы прочности стекла

Ученые из Йельского университета предложили способ предсказания прочности стекла.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications.

«Большинство из нас представляет стекло хрупким материалом, однако наше открытие показало, что любое стекло можно изготовить либо хрупким, либо пластичным», сказал профессор Ян Шроерс. „Мы определили значение температур, позволяющих изготовить либо хрупкое, либо пластичное стекло, по желанию“.

Ключ к формированию пластичного, податливого стекла — быстрое охлаждение.

В ходе исследования новой группы стекло, известных как металлические стекла - металлические сплавы или смеси, которые могут быть весьма гибкими, но не менее прочными, чем сталь — ученые проанализировали эффект так называемой критической фиктивной температуры на механических свойствах стекол при комнатной температуре.

Температура, при которой стекло из жидкого становится вязким, называется температурой стеклования. На основе трех экспериментов ученые сообщили, что для каждого из сплавов существует также критическая температура, которая определяет его хрупкость или пластичность. Это и есть критическая фиктивная температура.

По словам ученых, стекла можно разделить на две группы: те, что будут хрупкими, потому что при формировании из жидкого состояния их критическая фиктивная температура выше температуры стеклования, и тех, которые будут пластичными, поскольку их критическая фиктивная температура ниже температуры стеклования.

Ранее считалось, что определить, какими свойствами будет обладать стекло, можно лишь зная химический состав жидкости.

„Это не имеет значения“, убежден Шроерс. „Мы можем сделать хрупким или пластичным любое стекло. Именно критическая фиктивная температура определяет, насколько экспериментально сложно будет изготовить пластичное стекло“.

Открытие применимо не только к металлическим стеклам, но и к любому другому стеклу.

„Стекло может обладать разными механическими свойствами в зависимости от скорости охлаждения“, сказал Шроерс. „Если оно охлаждается быстро, то становится податливым, а если медленно — очень ломким. Наше открытие поможет лучше понять процессы формирования стекла, а также производить пластичные стекла“.

27.02.2013