Исследователи фиксируют, как материалы разламываются от удара тока

схожие новости

Понимание того, как материалы деформируются и разрушаются при сильном ударе током, имеет ключевое значение в широком спектре областей, включая астрофизику, материаловедение и аэрокосмическую технику. Но до недавнего времени роль пустот в таком быстром процессе не могла быть определена, для этого требовалось проводить измерения с точностью до миллионных долей миллиардной секунды.

Теперь международная исследовательская группа использовала сверхъяркие рентгеновские лучи для фиксации первого наблюдения за тем, как эти пустоты развиваются и способствуют повреждению меди после удара током.

— Независимо от того, находятся ли эти материалы в спутнике, пораженном микрометеоритом, космическом корабле, входящем в атмосферу с гиперзвуковой скоростью, или во взрывающемся реактивном двигателе, они должны полностью поглотить всю эту энергию без масштабных сбоев. Этот эксперимент — первая попытка проследить за тем, как материал сжимается и расширяется во время деформации перед своим окончательным распадом, — говорит ведущий автор Джеймс Коакли, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техника в Университете Майами.

Чтобы увидеть, как материалы реагируют на интенсивное напряжение, исследователи подвергли образец меди током пикосекундных лазерных импульсов и использовали импульсы рентгеновского лазера для отслеживания деформации меди. Они зафиксировали, как атомная решетка материала сначала сжималась, а затем расширялась, создавая поры или пустоты, которые росли, сливались и в итоге разрушали материал

В ходе эксперимента исследователи направляли на медный образец лазерные импульсы, а затем рассеивали рентгеновские лучи от лазерного источника когерентного света (LCLS) линейного ускорителя SLAC через материал, чтобы отследить его деформацию. По образцам рассеянных рентгеновских лучей, сделанным в двух детекторах, они смогли увидеть, как ударная волна сжимала, а затем расширяла атомную решетку материала в одном детекторе, одновременно наблюдая эволюцию пустот во втором.

По словам Коакли, первоначальное сжатие закрыло существовавшие ранее пустоты в материале. По мере того, как он снова расширялся, появлялось все больше и больше этих маленьких пустот, которые зарождаются и разрастаются по мере распространения повреждений материала — как кусок швейцарского сыра. В определенный момент пустоты начинают соединяться вместе, пока в конечном итоге у вас не останутся большие поры, которые вызовут окончательный распад.

Исследование опубликовано в статье на официальном сайте SLAC.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Сделан шаг вперед для молекулярных машин

Антенна ближнего инфракрасного диапазона приводит в действие наноразмерный двигатель. По информации международного портала «COSMOS», европейские химики достигли давней цели в области молекулярных машин, разработав наномасштабный...

Как с помощью продуктов поддерживать нормальный уровень сахара в крови

Чтобы сохранить нормальный уровень сахара в крови, врачи рекомендуют употреблять больше овощных продуктов и не отказываться от свежей зелени. По словам диетологов, именно эти продукты...

В Долине Смерти обнаружены бактерии, жившие в эволюционном застое 175 млн лет

Американские ученые нашли на территории Долины Смерти бактерии, находящиеся в эволюционном застое много миллионов лет. Специалисты провели анализ микроорганизмов и благодаря химическим реакциям, спровоцированным радиоактивностью,...

Беспилотный робот «Ран» помогает исследовать таяние ледника Судного дня в Антарктиде

Недавно ученые университета Гетенборга провели несколько исследований подледного пространства Ледника Туэйтса в Антарктиде, более известного, как «Судный День». В ходе исследований выяснилось, что объемы притока...

Идеи морского биолога по отбору акул вызвали возражения со стороны других ученых

Эрик Клуа, профессор морской биологии из Практической школы высших исследований в Париже, сказал, что в прошлом причина отбора и истребления акул была проста: меньше...

Грибы, разлагающие древесину, связывают углерод из лигнина

Основополагающее исследование, проведенное учеными из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), впервые показывает, что грибы, разлагающие древесину (White-Rot Fungi), могут использовать углерод из лигнина...

ASUM поможет учёным Китая лучше изучить головной мозг

Учёными Китая создана специальная установка, помогающая изучать мозговую ткань человека в целях диагностирования и анализа. Ей дали название ASUM. Автоматизированная ультрамикротомом на кремниевых подложках....

Исчезающие чешуйчатые медососы разучились петь

Как утверждают учёные, медососы разучились петь, потому что из-за маленькой численности у птиц нет возможности контактировать друг с другом. Такие данные опубликованы в британском...

Обнаружилось, что паттерны активности мозга зависят от видимого цвета

Результаты исследования от Национальных институтов здравоохранения (англ. National Institutes of Health, NIH) раскрывают новые аспекты обработки человеческим глазом изображений. Исследователи из Национального глазного института (англ....