Суббота, 10 июня, 2023
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
No Result
View All Result
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
Home Отраслевые биотехнологии

Исследователи Сколтеха решили 60-летнюю головоломку о сверхтвердом материале

05.07.2020
Отраслевые биотехнологии
0
9
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

Исследователи Сколтеха вместе со своими коллегами по промышленности и научными партнерами взломали загадку 1960-х годов о кристаллической структуре сверхтвердого борида вольфрама, которая может быть чрезвычайно полезна в промышленности, включая технологии бурения. Исследование, поддержанное Научно-техническим центром «Газпромнефть», было опубликовано в журнале Advanced Science.

[penci_related_posts title=»Вам также может быть интересно» number=»4″ style=»list» align=»none» displayby=»cat» orderby=»random»]

Впервые бориды вольфрама захватили воображение ученых в середине 20-го века из-за их твердости и других захватывающих механических свойств. Одна давняя загадка была кристаллическая структура самых высоких фаз WB, так называемого WB 4 который сильно различался между экспериментальными моделями и теоретическими предсказаниями.

«Экспериментально кристаллическая структура определяется с помощью рентгеноструктурного анализа. Но большая разница в сечениях атомного рассеяния (тяжелый вольфрам по сравнению с легким бором) делает позиции атомов бора в боридах переходных металлов трудно различимыми с помощью дифракции рентгеновских лучей. может быть решен с помощью нейтронографии , но любой дифракционный метод может дать только среднюю структуру. Если материал неупорядочен, полное знание его кристаллической структуры (включая локальное расположение атомов) может быть получено только с использованием комбинации экспериментальных методов ( Рентгеновские, нейтронографические) и вычислительные методы материаловедения », объяснил Александр Квашнин, старший научный сотрудник Сколтех и первый автор исследования.

В 2017 году Андрей Осипцов и Артем Р. Оганов из Skoltech предложили идею поиска сверхтвердых материалов, которые будут использоваться для изготовления композитных фрез, установленных на долотах, которые используются для бурения нефтяных и газовых скважин. Идея была хорошо принята ООО «Газпромнефть НТЦ» и началось сотрудничество между компанией «Сколтех» и Институтом физики высоких давлений РАН им. Верещагина.

Исследователи во главе с Артемом Р. Огановым из Сколтеха и МФТИ предсказали существование WB 5 , пентаборида вольфрама, который, как ожидается, будет тверже, чем широко используемый карбид вольфрама, и будет иметь сопоставимую вязкость разрушения. Соединение было успешно синтезировано в лаборатории Института Верещагина для завершения цикла исследований. В новой статье Оганов и его коллеги показывают, что давно обсуждается WB 4и вновь предсказанный WB 5 фактически является тем же материалом.

«Мы изучили систему WB, чтобы предсказать стабильную структуру высших боридов вольфрама, как мы уже знали об этой давнишней головоломке. Предсказании новой WB — структура была неожиданностью, тем более, что имеют интересные свойства , как высокая твердость по Виккерсу и разрушение прочность и остается стабильной при очень высоких температурах. Тогда мы подумали, что этот материал должен найти применение в промышленности. Наши коллеги из Института Верещагина успешно его синтезировали. Дифракционные картины очень хорошо соответствовали теоретическому предсказанию, за исключением нескольких слабых пиков, которые присутствовали в теории, но не в эксперименте. Наш предсказанный WB 5 имеет идеальную монокристаллическую структуру, но, как мы показали, эксперименты дали тесно связанный неупорядоченный WB 5-x материал «, объяснил Квашнин.

Исследователи синтезировали этот новый материал, измерили его свойства и обнаружили неожиданную связь между двумя соединениями: новый материал имеет кристаллическую структуру, полученную из структуры WB 5 , с некоторым количеством беспорядка и нестехиометрии (это означает, что пропорции его элементарной композиция не может быть представлена ​​соотношением малых целых чисел). Таким образом, новый материал был обозначен не как WB 4, а как WB 5-x . Его кристаллическая структура была полностью предсказана USPEX, эволюционным алгоритмом, разработанным Огановым и его учениками и разработанным с помощью микроскопической модели решетки.

Поскольку WB 5-x относительно легко синтезировать, его превосходные механические свойства и стабильность при высоких температурах делают его очень перспективным материалом для многих технологий, где композиты на основе карбида вольфрама доминировали в последние 90 лет.

«Загадка WB4 разгадана полностью: у нас есть детальное описание этого материала и его структуры, мы знаем весь диапазон химических составов, который он может иметь, и его свойства. Впереди у теоретиков другие интересные загадки», — заключил Артем Оганов.


Источник: Advanced Science

Предыдущий

COVID-19. Уроки идеального шторма

Следующий

Угроза изменения климата для тропических растений

  • Конфиденциальность
Создание сайта Get-Going.ru

© 2021-2023 Новости биотехнологий

  • БИОИНФОРМАТИКА
  • БИОБЕЗОПАСТНОСТЬ
  • НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
  • СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
  • ОТРАСЛЕВЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ
  • ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
  • СТАРТАПЫ
  • COVID-19

© 2021-2023 Новости биотехнологий

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Просматривая этот сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности