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【科技新闻】材料为何会开裂
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几乎每种材料终有一天会开裂以至毁坏。材料为何会开裂？马克思•普朗克研究所和麻省理工学院的两位材料学家提出了一种“动态碎裂不稳定性”理论，可以用于解释物体碎裂或材料老化。 材料学家马库斯•比勒和高华建说，在塑料变脆、金属易碎或墙面开始出现裂痕时，很可能是微变化过程开始了。 两位学者利用高效率计算机模拟不同物质裂缝的扩大。他们发现，轻缓的裂缝或多或少都是直线形的，并在物质上留下了光滑的表面。一旦裂缝开始扩大，它就会变得不规则，突然改变方向并分叉。与此前的解释模型相比，马库斯•比勒和高华建能够通过模拟，准确地描述多种物质的裂缝扩大，并从结果中推导出一种普遍理论。那么，区别在哪里呢？ 比勒解释说：“必须对原子键破裂时的物质状况进行观察，而不能只考虑在受到较小拉力情况下的物质原子键的断裂。而这需要能量，一个正在扩大的裂缝直接从裂缝的顶部得到能量。所需的能量储存在还未遭破坏、富有弹性的原子键合中，就像是一根被拉紧的皮筋。结果在裂缝的顶部出现了'超弹性’，即在极小的空间内出现了极大的拉力。”比勒认为，这时量子物理过程起了重要作用，并由此导致了整个裂缝的扩大。超弹性改变了物质特征，能量以极高的速度被传送到裂缝顶部。这样，裂缝就迅速扩大，速度甚至超过了音速，而后者通常被认为是一切机械变化过程的极限速度。该理论也可能揭示了研究人员不久前首次发现的“超音速裂缝”现象。 来源:科技日报 http://www.stdaily.com/gb/dengxi ... /content_517425.htm [ Last edited by mainpro on 2006-5-8 at 22:17 ] |
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