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

Как дрессировки влияют на психологическое состояние собак

Португальские ученые выяснили, что методы дрессировки собак, которые включают в себя наказания, оказывают плохое влияние на психику животных. Специалисты утверждают, что в такие моменты собаки...

Пуск новой ракеты Су-35C впервые показали на видео

Министерство обороны Российской Федерации продемонстрировало зрителям видеохостинга YouTube запуск своей ракеты 37М истребителем Су-35С. Видео было опубликовано на канале ведомства некоторое время назад. В опубликованном...

Ученые в Малайзии выслеживают шерстокрылов на деревьях

«‎Ученые сканировали верхушки деревьев через бинокль и тепловизионный монокуляр, а я смотрел на ветви и листья, делая вид, что знаю, что искать. Был прохладный...

Микропластик является рассадником бактерий, устойчивых к антибиотикам

Учёные из Технологического института Нью-Джерси (США) после проведённых исследований доказали, что существующий в современном мире микропластик становится местом роста патогенов (любых микроорганизмов, включая грибы,...

Учёные Швеции знают, как решить проблемы с обменом веществ

Шведские биологи пришли к выводу: чтобы избежать нарушения обмена веществ, которые вызваны диетой с высоким содержанием жиров, нужно снизить уровень белка аполипопротеина C3. Известно, что регулярно...

NIST повысили точность компьютерных рекомендаций по вакцинации

Программный инструмент, созданный в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), помогает принимать более обоснованные решения относительно определения нужных прививок. Этот программный инструмент, называемый набором тестов...

Близнецы сверхновых открывают новые возможности для точной космологии

Космологи нашли способ удвоить точность измерения расстояний до взрывов сверхновых — один из проверенных ими инструментов для изучения таинственной темной энергии, которая заставляет Вселенную...

Экспертам удалось выяснить, почему с возрастом время идет быстрее

Теперь фраза «Чем старше мы становимся, тем быстрее течет время» не просто слова проживших большую часть своей жизни людей, но и доказанное научное утверждение. В...

Учёные утверждают: жизнь в подлёдных антарктических озёрах есть

Известно, что на континенте Антарктида существует множество озёр: Бонни, Ванда, Восток, Глубокое и другие. По последним данным учёных, их 250. Среди них есть и...