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    Des chercheurs assouplissent des verres métalliques ultrasolides en les congelant

    Des chercheurs assouplissent des verres métalliques ultrasolides en les congelant

    © Photo. MISiS
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    Les chercheurs de l'Université nationale de science et de technologie MISiS ont utilisé la méthode de traitement cryothermique sur les verres métalliques et ont découvert comment cela permettait de leur attribuer les propriétés voulues, notamment de les rendre plus souples sans leur faire perdre leur solidité initiale.

    L'article présentant cette étude a été publié dans la revue NPG Asia Materials.

    Les verres métalliques (ou alliages amorphes) sont utilisés dans des secteurs divers et variés: les matériaux magnétiques et les instruments médicaux, les roues crantées des micromoteurs ou encore dans l'inventaire sportif. Ces verres sont très solides et résistants à l'usure et à la corrosion.

    Cependant, tous les verres métalliques ont un défaut majeur: leur faible plasticité (ou disposition à la fragilité). Il est possible d'y remédier par un "rajeunissement" — le passage du matériau dans un état énergétique plus élevé augmentant la résistance de la déformation plastique sans perte de solidité.

    Les chercheurs de l'université MISiS, conjointement avec Sergueï Ketov (diplômé de la MISiS) ont étudié comment les propriétés des verres métalliques étaient affectées par le traitement cryothermique — méthode de refroidissement cyclique des échantillons dans l'azote liquide.

    "Nous avons découvert que le recours aux cycles cryothermiques pouvait stimuler un "rajeunissement" de certains verres et la relaxation (processus contraire au rajeunissement) d'autres en fonction de leur composition", a déclaré Dmitri Louzguine, directeur de recherche du groupe et professeur de l'université du Tohoku.

    Grâce à la microscopie atomique, les scientifiques ont également découvert que le traitement cryothermique augmentait considérablement la capacité du matériau à résister à l'extension et à la compression avec une déformation flexible à la surface des échantillons (dans une mince couche de quelques dizaines de nanomètres).

    Cependant, cet effet disparaît après un maintien du verre à température ambiante. Alors que l'effet volumineux se maintient avec le temps et permet d'améliorer la plasticité de l'alliage.

    "Le traitement cryométrique semble être une méthode universelle et simple pour changer les propriétés, rajeunir ou assouplir les verres métalliques. Il peut à la fois améliorer et réduire la plasticité — cela nécessite un choix minutieux de la composition de l'alliage en fonction de la structure des liaisons atomiques dans la matière", explique Dmitri Louzguine.

    Les auteurs continueront d'étudier l'impact d'un tel traitement sur la structure et sur la propriété de différents matériaux. La maîtrise de ce processus permettrait d'assouplir non seulement les verres métalliques volumineux, mais également les composites comme le "verre-cristal métallique" (dont le "rajeunissement" pourrait se manifester davantage à cause d'une plus grande hétérogénéité de sa structure).

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    Tags:
    recherche, science, Université nationale de recherche nucléaire (MEPhI)
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