Наука 2017-12-23T11:31:22+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
Саакашвили запретили въезд в Украину на три года 20:18
Студенты КМУ им.Богомольца пикетировали Кабмин с требованием уволить замминистра Линчевского 18:59 Фото
Принудительное раздевание: соцсети взорвались возмущением от действий полиции в Оболонском суде 19:23
Украина нуждается в независимом антикоррупционном суде, - Госдеп США 09:29
Банкиры рассказали, каким будет курс гривны в ближайшее время 11:02
Станислав Речинский: Луценко не смог бы окончить юрфак. Он необучаем 18:57 Мнение
Адвокат назвал унижением человеческого достоинства досмотр тел женщин перед судом 18:40
В Госпогранслужбе не знают, кто сопровождал и платил за чартер Саакашвили в Варшаву 20:01 Документ
Екатерина Амосова предупредила Уляну Супрун о том, что действия МОЗ незаконны 16:03 Документ
В Швеции планируют создавать "электронные копии" умерших людей 21:17
больше новостей

ok