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Towards Ultrastrong Glasses

材料科学 增韧 非晶态金属 脆性 纳米技术 薄膜 氧化物 工程物理 复合材料 韧性 冶金 合金 工程类
作者
Lothar Wondraczek,John C. Mauro,J. Eckert,U. Kühn,Jürgen Horbach,Joachim Deubener,Jean‐Christophe Sanglebœuf
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:23 (39): 4578-4586 被引量:331
标识
DOI:10.1002/adma.201102795
摘要

The development of new glassy materials is key for addressing major global challenges in energy, medicine, and advanced communications systems. For example, thin, flexible, and large-area glass substrates will play an enabling role in the development of flexible displays, roll-to-roll processing of solar cells, next-generation touch-screen devices, and encapsulation of organic semiconductors. The main drawback of glass and its limitation for these applications is its brittle fracture behavior, especially in the presence of surface flaws, which can significantly reduce the practical strength of a glass product. Hence, the design of new ultrastrong glassy materials and strengthening techniques is of crucial importance. The main issues regarding glass strength are discussed, with an emphasis on the underlying microscopic mechanisms that are responsible for mechanical properties. The relationship among elastic properties and fracture behavior is also addressed, focusing on both oxide and metallic glasses. From a theoretical perspective, atomistic modeling of mechanical properties of glassy materials is considered. The topological origin of these properties is also discussed, including its relation to structural and chemical heterogeneities. Finally, comments are given on several toughening strategies for increasing the damage resistance of glass products.
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