上海光机所纳米多孔氧化物玻璃的变形机制研究取得进展

近日，中科院上海光机所张龙研究员和何进研究员团队与武汉理工大学伍冬博士合作，在纳米多孔氧化物玻璃的变形机制研究方面取得进展。该研究通过纳米压痕和有限元模拟技术，深入探讨了不同孔隙结构和化学组成对纳米多孔氧化物玻璃的机械性能和变形行为的影响。研究团队在硅酸盐（SA）和磷酸盐（AP）两种类型的纳米多孔玻璃中，发现孔隙大小和孔隙率与硬度、弹性模量等机械性能之间存在显著的线性关系。相关成果以“Deformation Mechanisms of Nanoporous Oxide Glasses: Indentations and Finite Element Simulation”为题，发表在Acta Materialia上。 WG%2<Q^  
纳米多孔玻璃由于其优异的热稳定性、化学稳定性及可调的孔隙结构，已广泛应用于传感器、光学器件及医学领域。然而，传统的成型工艺对这种材料的加工限制较大，难以满足复杂几何结构的需求。研究人员采用先进的纳米压痕技术，结合有限元模拟，成功揭示了不同孔隙率和孔隙尺寸对纳米多孔玻璃的弹塑性变形行为的影响。研究表明，具有较大孔隙（6~10 nm）的磷酸盐玻璃相较于硅酸盐玻璃，表现出更强的塑性变形和更大的裂纹扩展，揭示了纳米多孔玻璃在高应力下的复杂变形机制。 *#h;c1aP  
此外，研究团队还通过测量应变率敏感性和激活体积，进一步分析了这些玻璃的变形行为。结果显示，在纳米尺度下，孔隙的存在对其变形产生了重要影响，尤其是在拉伸和压缩过程中，孔隙结构不仅影响了玻璃的硬度和弹性模量，还决定了其裂纹的扩展方式。该研究为开发具有更好机械性能的纳米多孔玻璃提供了理论依据，并为未来固态照明、柔性电子等高端应用材料的设计提供了新思路。 <V S2]13