Исследователи ЮУрГУ разработали и испытали математическую модель, которая впервые позволяет увидеть, как на самом деле растут кристаллы в быстро охлаждающемся металлическом расплаве. Раньше наука считала, что концентрация атомов на поверхности постоянна, но на деле она меняется каждую долю секунды. Новая модель учитывает это, открывая путь к созданию сверхпрочных сплавов, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу ВУЗа.
Учёные использовали методы неравновесной термодинамики и вариационного исчисления. На примере роста кристаллов соединения Fe₃B (триборид железа) они показали, что на ранних стадиях скорость роста может быть совсем иной, чем считалось ранее. Теперь металлурги смогут точнее подбирать режимы охлаждения, чтобы получать аморфные и нанокристаллические сплавы.
Такие материалы в разы прочнее обычных и востребованы в авиации, космической отрасли, высокоточном машиностроении и для защитных покрытий. Новая модель, по сути, становится «умным калькулятором» для проектирования материалов будущего. Дальнейшие исследования обещают расширить инструментарий для создания ещё более совершенных сплавов.
«Учёные ЮУрГУ Максим Дудоров и Александр Дрозин разработали и испытали новую математическую модель. По сути, это умный калькулятор, который впервые позволяет увидеть, как на самом деле растут кристаллы в быстро охлаждающемся металлическом расплаве. Это критически важно, потому что именно рост кристаллов определяет, каким получится металл — обычным, хрупким или сверхпрочным», — рассказали в ВУЗе.