Наука 2017-01-12T08:16:20+02:00
Українські Новини
​Физики рассчитали формулу самого тугоплавкого материала в мире

​Физики рассчитали формулу самого тугоплавкого материала в мире

Исследователи сделали свое открытие, моделируя физические процессы на уровне отдельных атомов.

Физики смоделировали на компьютере материал, точка плавления которого выше, чем у всех известных науке веществ. О своем исследовании они рассказали на страницах журнала Physical Review B .

Материал, где в определенной пропорции будут смешаны гафний, азот и углерод, будет плавиться только при температуре, превышающей 4400 кельвина (4127 градусов по Цельсию). Это примерно две трети от температуры на поверхности Солнца и на 200 кельвинов выше, чем показали реальные эксперименты с другими материалами.

Предыдущий рекордсмен представляет собой сплав гафния, тантала и углерода (Hf-Ta-C). Новое вещество только предстоит синтезировать - чтобы удостовериться в истинности компьютерной модели.

Исследователи сделали свое открытие, моделируя физические процессы на уровне отдельных атомов. В рамках этого подхода динамика плавления исследуется в наномерных масштабах — с группами из примерно сотни атомов.

Аксель ван дер Валле из Университета Брауна и его коллеги начали с анализа сплава Hf-Ta-C, свойства которого уже были известны. Компьютерное моделирование помогло прояснить конкретные факторы, придающие материалу рекордную теплостойкость.

Выяснилось, что в Hf-Ta-C высокая теплота плавления (энергия, которая поглощается при переходе из твердого в жидкое состояние) сочетается с небольшой разницей между значениями энтропии в этих двух фазах. "Таять материалы заставляет энтропия, накопленная в процессе фазового перехода. Если уровень энтропии в твердом состоянии уже велик, вещество таким образом стабилизируется, а его температура плавления - повышается", - объясняет ванн дер Валле.

Затем ученые начали поиск соединений, способных максимально усилить эти свойства сплава. Оказалось, что соединение гафния, азота и углерода будет обладать почти такой же высокой теплотой плавления и еще меньшей разницей между уровнями энтропии в твердом и газообразном состоянии. Расчеты показали, что температура плавления у нового вещества будет на 200 кельвинов выше, чем у сплава Hf-Ta-C.

Открытие ванн дер Валле теоретически может лечь в основу новых материалов с улучшенными характеристиками – начиная от покрытия для газотурбинных установок и заканчивая теплозащитными фильтрами скоростных самолетов. Однако ценность самого сплава далеко не очевидна. "Точка плавления - это не единственное свойство, имеющее значение для практического использования вещества. Нужно учесть механические свойства, коррозионную стойкость, другие особенности - и все они могут снизить температуру плавления. Впрочем, если сразу задать высокую планку на этом направлении, у ученых появляется больше свободы в корректировке других свойств. Примерно так я и представляю себе ход дальнейшей работы", - поясняет ван дер Валле.

Источник : Lenta.ru

По теме
Архив
Новости
МВФ не одобрил пенсионную реформу Кабмина, - источник 15:31
Неизвестные сожгли могилы бойцов АТО на кладбище в Ирпене 21:38
Летом украинцам насчитают налог за "лишнюю" жилплощадь: за что придется заплатить 11:52
"Украинцы платят солью за проезд": соцсети взорвались мемами и фотожабами на новый "перл" кремлевской пропаганды 13:42
Суды вынесли 9 обвинительных приговоров администраторам антиукраинских групп "ВКонтакте" и в "Одноклассниках" 12:10
Неизвестные вели съемку журналистов. Фото: facebook.com/dubinskyi
После скандала с депутатом-роднюлей Шаховым в ложе для прессы Рады появились "смотрящие" 22:22
На церемонии вручения дипломов присутствовали родители новоиспеченного выпускника. Фото: facebook.com/zuck
Марк Цукерберг получил диплом Гарварда спустя 12 лет после того, как бросил его 09:16
Миссия МВФ завершила работу в Украине и ожидает пенсионной и земельной реформ 10:54
НАТО продолжит укреплять партнерство с Украиной, - Столтенберг 08:40
Мы всегда начинаем концепцию большого жилого проекта с инфраструктуры, - Никонов 16:43
больше новостей

ok