Атомная теория ковки

Ученые задумались над тем, как ведут себя отдельные атомы металла в момент изменения его температуры и формы, которые могут быть вызваны, например, процессом ковки. В журнале «Physical Review Letters», который издается Американским физическим обществом, опубликована работа на тему поведения атомов в кристаллах в момент изменения формы и температуры железной основы.

С помощью компьютерной программы исследователи из Корнельского университета воссоздали процесс растяжения, нагревания и охлаждения металла. Давно известно, что атомы металла в обычном состоянии расположены в виде регулярной сетки. А при изменении формы кристалла, вызванной, например, изменением температуры, в сетке образуется дефект, который ученые называют дислокацией. Исследователи выяснили, что при сгибании горячего кристалла области дислокации располагаются в границах зёрен – местах, где грани решётки были внезапно наклонены. При низких же температурах все дислокации преобразовывались в так называемые фракталы – геометрические фигуры, обладающие свойством самоподобия, то есть составленные из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. То есть кристаллы «демонстрировали» свойства, значительно изменяющиеся в зависимости от температуры.

Один из членов исследовательской группы, профессор физики Джеймс Сетна, говорит: «Мы, на самом деле, находимся на начальном этапе в попытке разработать систематическую теорию о том, как материалы реагируют на изменения напряжения и температуры».

Результаты исследования имеют прикладное значение: благодаря полученным данным материалы, которые используются в строительстве зданий, мостов и других крупных архитектурных объектов, могут стать менее подверженными разрывам, разломам и другим видам деформации.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *