Ученые LLNL открыли новый способ экстремальной заморозки металлов

схожие новости

В недавнем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые  Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) Бабак Сэдиг, Луис Зепеда-Руис и Джон Белоф сообщают о новом механизме затвердевания меди, который дает атомистический взгляд на ступенчатое правило Оствальда и меняет фундаментальные представления о гетерогенной нуклеации при высоком давлении. Они обнаружили, что процесс кристаллизации протекает через неравновесную фазу и что эта фаза может быть кинетически стабилизирована температурой.

Точное понимание того, как это происходит в атомистическом масштабе, долгое время было загадкой относительно жидкостей, сжатых до высокой плотности, например, в центре планет (как при затвердевании железа в центре Земли) или в лабораторных экспериментах. Впервые ученые LLNL смогли напрямую предсказать из компьютерного моделирования, используя один из самых мощных суперкомпьютеров, реальную фазовую диаграмму кристаллизующегося металла в динамических экспериментах. Команда учла механизм шагового правила Оствальда в атомном масштабе, когда жидкость сжимается до высокого давления.

— Кинетическая стабилизация метастабильных фаз в быстро охлаждаемых металлах и сплавах была установлена ​​в экспериментах на протяжении десятилетий, однако атомистические теории, которые могут количественно предсказать условия затвердевания, создающие неравновесные фазы, все еще находятся на начальном этапе, — пояснил ведущий автор Сэди, — Используя современные методы моделирования, мы попытались предоставить основу для прогнозирования контроля процесса для разработки совершенно новых материалов с использованием как современной лазерной платформы, так и классического нагрева в печах.

Моделирование процесса гетерогенной нуклеации, выполняемое на графических процессорах суперкомпьютера LLNL «Лассен», показывает, что зарождение сначала происходит через нестабильную объемно-центрированную кубическую фазу. Это контрастирует с обычным представлением о том, что металл сам зарождает фазу, которая является наиболее благоприятной по свободной энергии, как обычно представлено на диаграмме состояния вещества в соответствии с правилом Оствальда.

Информация о данном исследовании была опубликована пресс-службой Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL).

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Популярные новости

Предприняты шаги по усовершенствованию уровня экологичности доставок

Делегаты встречи на высоком уровне согласовали новые руководящие принципы, призванные сделать судоходство совместимым с целями ООН в области изменения климата. Как утверждает Малькольм Сениор в...

Исчезающие чешуйчатые медососы разучились петь

Как утверждают учёные, медососы разучились петь, потому что из-за маленькой численности у птиц нет возможности контактировать друг с другом. Такие данные опубликованы в британском...

Редкую операцию по трансплантологии провели новосибирские врачи

Органы неизвестного посмертного донора спасли жизни 37-летнему мужчине и грудному младенцу, не дали ослепнуть двум пенсионерам. Операция по пересадке сердца выполнена специалистами Центра имени академика...

Американским математикам удалось решить задачу возрастом 90 лет

Сотрудники Университета Карнеги-Меллон нашли решение заключительной части гипотезы, сформулированной немецким математиком Эдуардом Отг-Генрих Келлером в 1930 году. Американским ученым удалось решить гипотезу покрытия семимерного пространства...

Нидерландские учёные обнаружили путешествующие бактерии

Группа ученых из Института биологии Лейдена во главе с Алисом Муоком открыла у стрептомицетов (Streptomyces) способность путешествовать самостоятельно: чтобы добраться до более благоприятных условий, эти бактерии используют другие микроорганизмы. Streptomyces необходимы...

Ученые LLNL открыли новый способ экстремальной заморозки металлов

В недавнем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые  Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) Бабак Сэдиг, Луис Зепеда-Руис и Джон...

Названы самые эффективные маски для защиты от коронавируса

Американские исследователи NIST установили, что защитные маски из хлопка по своим свойствам превосходят медицинские аналоги. Учёными были протестированы материалы и их комбинации, которые используются в...

Британские эксперты предупреждают о новом штамме скарлатины

Учёные выяснили, что новый штамм скарлатины привёл к росту числа случаев заболеваемости среди детей во всём мире. Возрождение болезни, которая веками приводила к высокой...

Может ли полный нос куриных антител предотвратить заражение коронавирусом?

Пока мир в ожидании широко доступной, безопасной и эффективной вакцины против COVID-19, ученые становятся все более изобретательными в поисках других способов защиты людей от...