МОСКВА, 15 марта. /ТАСС/. Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) разработали метод математического моделирования внутренней структуры материала, что позволяет заранее программировать нужные свойства металлических сплавов. Они также создали соответствующее программное обеспечение для персональных компьютеров, сообщила во вторник пресс-служба программы Минобрнауки России "Приоритет 2030".
"Мы разработали математическую модель, которая описывает различные формы дендритных кристаллов, образующихся в структуре сплава при разных температурах переохлаждения. Форма кристаллов в сплаве определяет такие физические свойства материалов как прочность и пластичность, теплопроводность и электропроводность. Это позволяет заранее формировать нужные свойства и создавать материалы с заданными характеристиками", - отметила старший научный сотрудник лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в многофазных средах УрФУ Любовь Торопова, слова которой приводятся в сообщении.
На основе экспериментальных исследований физики создали и зарегистрировали программное обеспечение для персональных компьютеров. Оно позволит моделировать комплексные процессы структурно-фазовых превращений, происходящих в сплавах различных металлов, и создавать материалы нового поколения с заданными характеристиками.
Как отмечают авторы работы, в расчетах использовались методы численного моделирования, с помощью которых можно сразу регулировать состав и характеристики сплава. Например, физики выяснили, что в некоторых случаях дендритные кристаллы, растущие из чистого кремния, эволюционируют быстрее, чем кристаллы, растущие из расплава силумина (сплав алюминия и кремния).
"Это улучшает микроструктуру и свойства конечного материала, то есть необходимо регулировать состав расплава, если требуется ускорить процесс литья деталей", - пояснила Торопова. Расчеты ученые также проверили на силумине, который активно применяется для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении, благодаря своей способности образовывать отливки без дефектов.
Исследования новых материалов, как добавили в пресс-службе, ведутся в УрФУ в рамках стратегического проекта вуза "Дизайн и технологии функциональных материалов и систем". Прорывные научные исследования и разработки мирового уровня станут вкладом университета в экономическое развитие страны, которое напрямую связано со способностью производить продукцию, которая не имеет аналогов на рынке.