2006年1月19日
一个麻省理工学院研究人员对形成和扩散的裂纹的原子模拟可能有助于解释纳米级设备,飞机甚至地震期间在地球本身中的材料失败。欧洲杯足球竞彩这项工作可能影响广泛的科学和工程学科,出现在1月19日的《自然》中。
“裂纹动态的古典理论只有在少量的物质行为中有效,”麻省理工学院民用与环境工程系的原子力学建模小组的首席研究员Markus J. Buehler说。“我们的结果代表了理解裂纹如何在各种脆性材料中传播的主要突破,我们的理论有助于解释到目前为止鲜为人知的实验和计算观察结果。”欧洲杯足球竞彩
过去的实验表明,裂纹开始缓慢,在平坦的摩尔表面上形成直且干净的切片。随着裂纹的速度,在某个时刻,它开始像失控的蛇一样回旋,留下了越来越粗糙,不均匀的表面,最终会产生混乱的分支模式。
令人惊讶的是,这种现象发生在许多不同类别的脆性材料中,包括眼镜,陶瓷,聚合物和半导体,但没有人完全了解其背后的物理。欧洲杯足球竞彩
德国斯图加特的Max Planck金属研究研究所的Buehler和Huajian Gao和现在在Brown University的Buehler和Gao模拟了原子对研究材料在极端条件下的行为的作用。欧洲杯足球竞彩他们使用大规模的分子动力学模拟,发现了裂缝背后的物理学,并形成了一种新的理论,说明裂纹如何在脆性材料中传播。欧洲杯足球竞彩
研究人员发现,使矛盾的研究理解需要将材料的行为视为超弹性,这意味着原子债券接近断裂点。
布勒说:“超弹性源于根据量子力学定律相互作用的原子,在大多数现有的断裂理论中都被忽略了。”“我们的结果表明,在动态骨折中未解决的实验观察是关键。
Buehler说:“超弹性的重要结果是,诸如橡胶材料中的弹性僵硬行为会对裂纹的不稳定动力产生巨大影响。”欧洲杯足球竞彩新研究表明,加强材料的裂缝可以抑制散布裂纹的混乱模式,并且在产生平坦的摩擦表面时,比声音速度欧洲杯足球竞彩更快。
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