Стекло прочное как сталь

Обновлено: 19.05.2024

Японцы, отличающиеся своей технической прогрессивностью, в этот раз взялись за создание сверх прочного стекла. Такое стекло не уступит ни чугуну, ни стали по своей прочности. Такие новейшие технологии позволят в дальнейшем использовать аналогичный материал в различных областях.

Над разработкой ученые из Японии работают очень давно, и в свободной продаже стекло появится не ранее чем через пять лет. Применять новый материал планируют в различных сферах. Так, например, использовать высокопрочное стеклянное покрытие можно будет в строительстве HMPS – умных домов. Новинка не обойдет стороной и такое направление как производство, смартфонов и планшетов. Разбить такой дисплей будет просто невозможно. Так же уместным будет использование новинки в автомобилестроении, где риски пострадать от ДТП будут сведены к минимуму. Промышленные предприятия, авио и космостроение, медицина, новые технологии, да и просто в обычной жизни, вот не полный список областей, где возможно применение новинки. А использование ее во многих отраслях станет просто незаменимы.

Такая возможность появилась благодаря разработке профессоров Токийского университета. Они разработали технологию при которой стекло имеет прочность стали, но своих свойств оно не потеряло, оставшись очень легким и таким же тонким. В производстве нового материала использовали оксид алюминия в большем количестве.

Присадка из оксида алюминия повышает механическую стойкость стекла. Проводимые ранее опыта по увеличению содержания в «стеклянной смеси» оксида алюминия не увенчались успехами так, как получившаяся смесь кристаллизовалась еще на этапе подготовки при контакте с контейнером для подготовки смеси. Ученые разработали технологию бесконтактного спекания смеси в специализированной печи. В процессе спекания был применен углекислотный лазер и газообразный кислород, что позволило беспрепятственно произойти процессу производства и в результате получить положительный результат. Получившийся в ходе эксперимента образец имел прозрачный вил и необычайную прочность равную прочности стали. Содержание оксида алюминия в готовом образце составило 50%.

Ученые из Японии представили стекло, не уступающее по прочности стали. Созданное ими стекло является тонким и легким. В течение ближайших лет новая технология позволит создать новые материалы и будет удобной для многих сфер деятельности. При создании стекла использовалось вещество, улучшающее ..

Производитель Gorilla Glass, особо прочного стекла, применяемого в таких гаджетах, как iPhone и iPad, представил новую более тонкую версию своего продукта. Компания Corning Inc. продемонстрировала на выставке Consumer Electronics Show стекло Gorilla Glass 2.Обладая ..

Gorilla Glass стекло, которое используется на дисплеях мобильных устройств, таких как iPhone, и оно довольно таки прочное, но тем не менее, по-прежнему не так уж редко можно увидеть телефоны Iphones с трещиной на экране. Такой проблемы теперь можно будет избежать, если просто начать ..

Ученые из университетов Бристоля и Дюссельдорфа обнаружили новый способ изготовления стекла с помощью контроля расположения атомов в структуре материала. Стекло является особым состоянием материи: оно имеет механические свойства твердого тела и аморфную структуру жидкости. Еще в 1952 году сэр Чарльз ..

Кульминацией 4-летнего исследования команды ученых из Сингапурского «Nanyang Technological University» стала технология, которая может превратить множество поверхностей (включая дерево, стекло, алюминий, сталь и даже пластмассы) в недорогой сенсорный экран. Технологии, названной STATINA (сокращ. ..

Специалисты из Массачусетского технологического института создали незапотевающее, самоочищающееся стекло, которое ко всему прочему не бликует. Секрет уникальных свойств стекла заключается в наличии микроскопических конусов, высота которых в пять раз больше диаметра основания (диаметр основания равен 200 нанометров). ..

Многослойное стекло является многофункциональным материалом, потребление которого неуклонно возрастает с каждым годом. Наряду с повышенными механическими свойствами триплекс может обеспечивать и пожарную безопасность как существующих, так и строящихся зданий (пожаростойкое многослойное стекло), и акустическое многослойное стекло Stratophone, ..

Последние сведения, поступившие от ученых, занятых работой с бронированным стеклом, говорят о новых достижениях. Современное стекло настолько крепко, что может выдержать даже попадание пули из крупнокалиберного пулемета и не разрушиться. Заказ на промышленное производство такого стекла поступил от НАТО. Им будут ..

Группа исследователей из Университета Райса (США) придумала новый "форм-фактор" литий-ионного аккумулятора. Он представляет собой ту же батарею, которая используется в смартфонах и ноутбуках, только в сжиженном виде. Обычный литий-ионный аккумулятор по сути является набором из пяти слоев (два электрода, два коллектора ..

Инженеры из Гарварда разработали новую технологию для создания умного стекла. Об этом сообщает журнал Optics Letters.Умное стекло представляет собой композит из слоев стекла и различных химических материалов, используемый в архитектуре и производстве для изготовления светопрозрачных конструкций, изменяющий свои оптические свойства при изменении внешних условий, например, освещённости, температуры или при подаче ..

Исследовательская группа Mediated Matter разработала высокоточный метод 3D-печати прозрачного стекла. Об этом сообщается на официальном сайте команды. Технологию под названием G3DP создавали при участии специалистов Массачусетского технологического университета (MIT) и Института Висc. В качестве исходного сырья для печати ..

Специалисты обнинского научно-производственного предприятия "Технология" разработали металлооптическое нанопокрытие для стекла кабин боевых самолетов, способное защитить летчика от радиации и интенсивного солнечного излучения при полете на большой высоте. Об этом, как сообщает "Интерфакс", заявил директор научно-производственного комплекса "Стекло" ..

Новосибирские учёные придумали, как сделать самолёты, ракеты и ядерные электростанции ещё прочнее, а значит, безопаснее. Технологию, способную обеспечивать сварку несочетаемых материалов, разработали ученые из Новосибирска – уникальный метод может использоваться в ракетной, авиационной промышленности и при строительстве атомных электростанций. ..

Химики из колледжа Искусств и Наук в Сиракузском Университете (SU) разработали метод синтеза наноматериалов из нержавеющей стали, наподобие интерфейсов. Утверждается, что их открытие может изменить суждение о том, как используются форма и структура наноматериалов, особенно тех, которые применяются для хранения ..

Ученые создали сверхпрочное стекло

При создании стекла использовалось вещество, улучшающее механическую прочность стекла. Производство стекла проходило в специальной печи с применением углекислотного лазера и других веществ.

Представленное стекло получилось прозрачным в составе, которого содержалось 50 процентов оксида алюминия. По данным исследования, новейший материал считается вдвое прочным обычного стекла и может составить конкуренцию чугуну и стали.

С каждым годом ученые представляют свои непревзойденные разработки, которые используются в различных сферах и областях. Сегодня они могут занимать первые места и по праву называться лучшими и несравнимыми.

Группа ученых из Великобритании и Германии предложила способ получения стекла, при котором не требуется охлаждения жидкости. При охлаждении жидкости ниже температуры плавления она либо кристаллизуется, либо становится стеклом. Стекло представляет собой особенное состояние вещества: оно имеет механические ..

Ученые из Киевского национального университета имени Шевченко (со второй аффилиацией в Институте нанотехнологий во французском городе Лион) представили концепцию искусственного электронного языка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Ученые придумали датчик, ..

Ученые из американского университета Duke University создали необычный полимер, который практически невозможно разрушить. Исследования ученых показали, что созданный ими полимер способен восстанавливаться при разрушении и износе. Сам полимер, при воздействии на него, просто меняет свою структуру и физические свойства. ..

Инженеры создали поверхность, которая благодаря своей микроструктуре не смачивается ни водой, ни масляными жидкостями. Работа опубликована в журнале Soft Matter, ее краткое содержание приведено на сайте университета Твенте. Необычный материал создавали при помощи фотолитографии на кремнии. Авторы придавали ..

Новый тип солнечных батарей, вырабатывающих синтетическое топливо из света и воды (фотоэлектрохимических топливных элементов), разрабатывается швейцарскими учеными. Их основным материалом выступила ржавчина, сообщается в журнале Energy & Environmental Science. Ржавчина (окись железа) может произвести революцию в солнечной энергетике. ..

Японские ученые из университета Киото создали уникальный метод очищать от радиации загрязненную почву у АЭС «Фукусима-1». Ученые применили в своей разработке нано-пузыри, которые создают вихревой процесс, который уносит радиоактивные частицы. Сегодня технологий, позволяющих отделить радиоактивные частицы цезия ..

Инженеры создали твёрдое и упругое металлическое стекло

Полученное при помощи просвечивающего электронного микроскопа изображение разных уровней кристаллизованности аморфного металла

Инженеры из Университета Южной Калифорнии получили новый вид металлического стекла, отличающийся повышенной упругостью. Материал сочетает в себе, кажется, несочетаемые свойства – твёрдость, прочность и эластичность. Материал, получивший технологическое название SAM2X5-630, обладает наивысшей ударной прочностью из всех известных металлических стёкол.

Металлические стёкла, или аморфные металлы — класс металлических твердых тел с аморфной структурой. В отличие от металлов с их кристаллической структурой, таковая у аморфных металлов аналогична атомной структуре переохлаждённых расплавов.

Слева прыгает шарик из нового металлического стекла, справа – из обычной стали

Материал способен выдерживать сильные удары, при этом он не крошится и не ломается, а возвращает первоначальную форму. Потенциал его применения практически безграничен – начиная от свёрл и бронежилетов и заканчивая имплантатами для укрепления костей и защитой космических спутников.

Обычно аморфные металлы получают нагреванием до 630 °C, а затем очень быстрым (порядка градуса в секунду) охлаждением. Материал SAM2X5-630 был получен нагреванием порошкообразного состава на основе железа (Fe_49.7Cr_17.7Mn_1.9Mo_7.4W_1.6B_15.2C_3.8Si_2.4).

Уникальные свойства металла происходят из удачной находки сочетания температуры нагревания и скорости охлаждения – именно такие условия, которые испытал полученный состав, приводят к образованию локальных очагов слабо выраженной кристаллической структуры. Другие условия нагрева или охлаждения приводят к получению полностью аморфных металлов со случайным расположением атомов.

«У него почти нет внутренней структуры, и в этом он похож на стекло, но при этом встречаются регионы с кристаллизацией,- говорит Вероника Эльясон [Veronica Eliasson], ассистент-профессор из Инженерной школы им.Витерби при университете, и ведущий автор работы. – Мы пока понятия не имеем, почему небольшое количество кристаллизировавшихся участков в металлических стёклах приводят к таким сильным различиям в реакциях на удар».

Динамический предел упругости Гюгонио (максимальное воздействие, которое материал выдерживает без необратимой деформации), был определён для SAM2X5-630 в районе 12 ГПа. У нержавеющей стали этот показатель равен 0,2 ГПа, у карбида вольфрама (используемого для создания твёрдых инструментов и сердечников бронебойных пуль) – 4,5 ГПа, у алмазов – до 60 ГПа.

Изучение аморфных металлов началось в 1960 году в Калифорнийском технологическом институте – группой учёных было получено первое металлическое стекло Au₇₅Si₂₅. С тех пор было получено множество подобных материалов с интересными свойствами, однако пока область их практического применения нельзя назвать широкой из-за их высокой стоимости.

Например, полученный недавно в Японии Ti₄₀Cu₃₆Pd₁₄Zr₁₀ — неканцерогенный, в три раза прочнее титана, мало изнашивается, при трении не образует порошок, а по модулю продольной упругости практически совпадает с человеческими костями – в потенциале его можно будет использовать как прекрасную искусственную замену суставов.

Японцы изобрели стекло прочное как сталь

Японские учёные из Токийского Университета и Института Промышленных Наук (University of Tokyo’s Institute of Industrial Science) изобрели стекло прочное почти как сталь! Профессор Ацунобу Масуно (Atsunobu Masuno) надеется наладить массовое производство в течение пяти лет.

We will establish a way to mass-produce the new material shortly,” explains Atsunobu Masuno, an assistant professor at the University of Tokyo’s Institute of Industrial Science. “We are looking to commercialize the technique within five years.

Представляете жизнь на кухне, когда упавший на керамогранитный пол стакан с водой или бокал с вином, не разбивается? Не придётся ни посылать проклятия, ни вскидывать руки с мантрой “К счастью!”, ни мучительно ползать с пылесосом и щёткой в поисках мельчайших осколков? Смартфоны и планшеты обзаведутся дополнительной опцией для забивания гвоздей, а окна станут такими прочными, что защитные роллеты на окна отомрут как никому не нужный товар и бизнес.

Так вот. Стекло, композиция которого выглядит вот так 54Al₂O₅-46Ta₂O₅ прошло все необходимые испытания на прочность, твёрдость и эластичность (модуль Юнга), включая метод Виккерса. В результате было обнаружено, что стекло стало в два раза прочнее обычного и вполне может конкурировать со сталью и железом. Продукт относится к категории оксидных стёкол.

Оксидные стёкла в основном состоят из диоксида кремния с добавлением оксида алюминия для усиления прочности. Проблема заключалась в процессе формирования стекла, которое кристаллизовалось прямо в контейнере буквально в момент соприкосновения со стенками. Проще говоря, формирования не случалось.

Левитация как метод производства

Что сделали японцы? Они вообще решили обходиться без контейнера! При помощи газообразного кислорода учёные смогли вытолкнуть необходимые компоненты в воздух и там уже расплавили смесь при помощи лазеров.

У этой технологии есть название – аэродинамическая левитация. Полученное стекло было бесцветным (без зеленоватого оттенка), прозрачным и необычайно твёрдым.

Глядишь, не успеем новые окна износить, как появится хороший повод поменять стеклопакеты! Кто владеет английской грамотой может почитать подробную публикацию (с формулами) на сайте журнала Scientific Reports.

Кстати! Для тех, кто не знал, хочется отметить, что современные стёкла для стеклопакетов тоже изготавливаются по хитрым технологиям! Кто-то до сих пор думает, что для получения листового стекла необходимой толщины, горячая стекольная масса прокатывается между формовочными валами как кусок теста под скалкой. Нет. Есть метод лучше. И он называется:

Флоат метод

“Флоат” от английского float – плыть, сплавлять, спускать (на воду).

Расплавленная стекольная масса температурой около 1000 градусов выливается в ванную с расплавленным оловом. Равномерно разливаясь, стекло формирует идеально гладкую поверхность. Толщина стекла задается комбинацией факторов, таких как нагрев/охлаждение, механическое воздействие бортоформирующих машин и скорость выхода стекла из ванны. После отжига (контролируемого процесса охлаждения) поверхности полученного стекла являются идеально гладкими и параллельными друг другу. (источник)

Такое стекло получается очень чистым, гладким, высокой степени прозрачным и, соответственно, называется флоат-стекло.

Японские ученые разработали стекло, которое прочнее стали

Разбить такой дисплей будет просто невозможно. Так же уместным будет использование новинки в автомобилестроении, где риски пострадать от ДТП будут сведены к минимуму. Промышленные предприятия, авио и космостроение, медицина, новые технологии, да и просто в обычной жизни, вот не полный список областей, где возможно применение новинки. А использование ее во многих отраслях станет просто незаменимы.

Проводимые ранее опыта по увеличению содержания в «стеклянной смеси» оксида алюминия не увенчались успехами так, как получившаяся смесь кристаллизовалась еще на этапе подготовки при контакте с контейнером для подготовки смеси. Ученые разработали технологию бесконтактного спекания смеси в специализированной печи.

В процессе спекания был применен углекислотный лазер и газообразный кислород, что позволило беспрепятственно произойти процессу производства и в результате получить положительный результат. Получившийся в ходе эксперимента образец имел прозрачный вил и необычайную прочность равную прочности стали. Содержание оксида алюминия в готовом образце составило 50%.

С этим материалом еще читают:

Ученые разработали новое водоотталкивающее стекло без бликов

Исследователи из Массачусетского технологического института (МТИ) научились создавать противотуманное, самоочищающееся стекло, которое не производит бликов. Новый способ создания поверхностной структуры стекла, разработанный в МТИ, позволяет производить полностью прозрачное стекло, сведя практически до нуля количество отражаемого света. Новое стекло значительно отличается от обычного тем, что оно не создает бликов, а также еще одним свойством - капли воды отскакивают от его поверхности подобно крошечным резиновым мячикам.

Япония создаст роботов-строителей для работы на Марсе и Луне

Группа ученых из аэрокосмического агентства страны восходящего солнца разработали роботов строителей для обслуживания базы на красной планете. Об этом сообщили японские агентства распространения массовой информации. База на Марсе, пригодная для людей, будет достроена к 2030-му году. Вторая колониальная база появится на красной планете к 2040-му году. В строениях смогут разместиться четыре и шесть тысяч человек, соответственно

Пуленепробиваемая человеческая кожа из молока и паутины

Джалила Эссайди решила испытать пределы прочности человека с помощью молока, полученного от гибрида паука и козы. Козы-пауки выглядят как обычные козы, но их генетический код был модифицирован и теперь они создают молоко, содержащее протеин, который содержится в паутине (пока неизвестно, дает ли это способность взбираться на небоскребы или ползать по потолку). Из их молока выделяют протеин и плетут волокно, которое в десять раз прочней стали и может смешиваться с человеческой кожей.

Читайте также: