מחקרים ראשונים של התנהגות מכנית של קומפלקסים אינטרמטאלי

הבנה של קומפלקסים אינטרמטאליים: קרן לחומרים מתקדמים

תרכובות אינטרמטאליות מייצגות מעמד ייחודי של חומרים שנוצרו על ידי שילוב של שני מרכיבים מתכתיים או יותר ביחסים סטייומטיים קבועים.בניגוד ⁇ מתכתי קונבנציונלי, אשר לעתים קרובות יוצרים פתרונות מוצקים, תרכובות intermetallic בעלות מבנים גבישיים הורה עם סידורי אטומיים ספציפיים.זה צוהההההההה מספק של תכונות מכניות נרחבות, כולל נקודות נמסות גבוהות, כוח יוצא דופן בטמפרטורות גבוהות, עמידות טובה, ויציבות יוצאת דופן, ויציבות תרמית גבוהה, תכונות אלה לעתים קרובות.

מחקרים ראשונים - גישות חישוביות המוצבות אך ורק בחוקים פיזיים בסיסיים - הופיעו ככלי רב עוצמה לקביעת ההתנהגות המכנית של אינטרמטלים ברמה המכנית הקוונטית.שיטות אלה, במיוחד תיאוריה פונקציונלית צפיפות (DFT), מאפשרים לחוקרים לחשב תכונות חומריות עם דיוק מכני גבוה מבלי להסתמך על פרמטרים אמפיריים.

התפקיד של עקרונות ראשונים במדעי החומרים

חישובים ראשוניים, הידועים גם כשיטות Ab Initio, לפתור צורות משוערות של משוואה של אלקטרונין Schrödinger כדי לקבוע את המבנה האלקטרוני של חומר. Density פונקציונלית תיאוריה, המסגרת הנפוצה ביותר בתוך התחום הזה, מתייחס צפיפות האלקטרונית כמו המשתנה המרכזי ומספק דרך חישובית למקם תכונות קרקעיות יקרות כגון lice קבוע, היווצרות ניסיונית, אשר עדיין לא יכול להיות מסוגלות מורכבות.

גישות ראשוניות תועדות באופן נרחב נגד מדידות ניסיוניות עבור מערכות בינתחומיות רבות, המדגימות הסכמה מצוינת לנכסים כמו קבועים אלסטיים ויציבות שלב.עם זאת, העלות החישובית עולה במהירות עם מספר האטומים בתא הסימולציה, הגבלת גודל פגמים או תכונות מיקרו-מבנה שניתן יהיה מודלים ישירות.למרות הגבלה זו, חישובים ראשונים מספקים חיוני עבור קלט רחב יותר, כגון סימולציה מדויקת, כמו סימולציה של חומרים סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה של אנרגיה, כמו סימולציה, כמו סימולציה מדויקת יותר, כמו סימולציה, כמו סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה מתקדמת יותר, כמו סימולציה מתקדמת יותר, כמו סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה מתקדמת יותר, סימולציה לאחור, סימולציה לאחור, כמו סימולציה של חומרים מדויקים סימולציה, סימולציה, כמו סימולציה, סימולציה, כמו סימולציה, סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה של חומרים סימולציה של חומרים מדויקים סימולציה, סימולציה של חומרים סימולציה, סימולציה של חומרים סימולציה של חומרים סימולציה, כמו סימולציה, כמו סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על ידי סימולציה על

תורת תפקוד תפקודית ותפקודי שיקום-תיקון

בתוך DFT, הבחירה של פונקציונליות החלפת-שחיתות משפיעה באופן משמעותי על הדיוק של תכונות מכניות חזו.הדחיסות המקומית approximation (LDA) ותוספת כללית (GGA) משמשים נרחב לתרכובות intermetallic הזמינות.LDA לעתים קרובות overestimates מחייבות אנרגיות פונקציונליות, בעוד GGA (למשל, Perdew-Ar-Ernhof, מספק חיזוי אלקטרוני יעיל יותר, כגון אלקטרו-אופטיקה יעילה יותר, כגון שיטות אלקטרו-אופטיקה.

תכונות מכניות מפתח לא יושפעו על ידי מחקרים ראשונים

חישובים ראשונים מספקים גישה ישירה למספר תכונות מכניות בסיסיות של תרכובות בין-מטאליות.נכסים אלה אינם רק אינטרס מדעי אינטרינומי, אלא גם משמשים כקלטים חיוניים לתכנון הנדסי.

קונסטנטין וסטייפנס

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בריפל ודוכסיות: מקורות אטומיים

[ה] של חישובים בין-מטאליקליים קשורה לעתים קרובות למבנים הקריסטל המורכבים שלהם וסידורים דמויי קוהור (Cortifical coconal-valenting) המחזקים את המחקרים הראשונים של ה-L1FLT:2Freas (הדגשה על אטומים) אשר מציעים סגסוגת של סגסוגת אנרגיה בלתי-מזומה (Ricoped) בהשוואה ל-DLCDLCD) באופן בלתי-R.

מבנה ליבה של סיגנל ו-Slip Behavior

התנועה Dislocation שולטת בעיוותים הפלסטיים של חומרי גבישי.בתרכובות בין-מטאליות, פירוק חומרים לעיתים קרובות מתפזר לתוך פערים חלקיים שהופרדו על ידי מחסנים.הגאומטריה והאנרגיה של הליבה הניתוק באופן ישיר על הקלות של glide ו- cross-slip-slip-slip-pripides (הדגשהראשון) ניתן להשתמש כדי לבנות את המבנה התרמטי של פירוק על ידי אטומי של חומר נפץ רחב ו-Dipal-to-ofretruceretational Reducal (Dipal) אשר נמצא ב-DRicial Reductiondd Relation) אשר הוא בעל 2.

מחקרים ב-Intermetallic Systems

חקירות ראשונות של עקרונות הוחלו על מגוון רחב של תרכובות בין-מטאליות, המספקות הבנה ביקורתית והובלת פיתוח ⁇ במספר משפחות חשובות.

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

NiveFLT:0.303IRLT:1[עריכת קוד מקור] הוא השלב הראשון של חיזוק בסיס ניקל מבוסס על מחסניות, אשר משמשים להבים טורבינות ורכיבים אחרים בטמפרטורה גבוהה.L1henFLT:20303S שינוי של תקלות על גבי סגסוגת DLIUM (cubic) מציג התנהגות אטומית, שבו הלחץ עולה עם כ-800 CIRST לאחר מכן, 000 של מטוסים אלה, 000.

⁇ -TiAl: Light Weight High-Temperatureמועמדים

טיטניום aluminides, במיוחד ⁇ -TiAl (L1cioFLT) הוכח כי המבנה הניסויי של חנק 1 (0.0.003) הוא מבנה תצפיות מבטיחות משקל עבור יישומים של רכב ואווירה הדורשים כוח גבוה בטמפרטורות גבוהות.

מערכות בין-מטאליות: MoSiFLT:0.20330330330330330330303303303SnFLT

(ב) מעבר לבדיקות המחודשות של [[המאה ה-20]], החלים לראשונה על מנת לחקור מערכות מגנטיות חדשות, Molybdenum disilicide (MoSiOVAFLT:02FLT) אשר נחקרו על ידי ה-NLCS (מהפכה ל-Dip) הן בעיקר עמידות על בסיס oxiF2Falects) ונקודת ההסתההה של המבנה המכני (ה-Dip) העוצמתי של ה-DipiFDip) ה-Dip) ה-DipiF2F2FDLT2 (הידועהמרכזית:

יישומים הנדסיים והשלכות מעשיות

תובנות מכניות שהתקבלו ממחקרים ראשונים יש השלכות ישירות, מעשיות על הנדסה של רכיבים בין-מטאליים. בתעשיית החלל, הבנת הלחץ הניבה ב NicioFLT:0 (3FLT:1:1 אל-אל- ⁇ s מבוסס הובילה לפיתוח של superalloys חד-קריסטל יחיד עם יצירות מבוקרות בדיוק כי אופטימיזציה של פעילות של 1000 מעלות צלזיוס, עכשיו כדי להפחית את רכיבי הסימון הראשון של סגסוגת.

במגזר הרכב, קל משקל סגסוגת טיטאל מוצגות רוטורים טורפים טורפים טורשטים ושסתום ממצה. ראשון-principles מחקרים כינו את תוספת של אלמנטים כמו בורון ופחמן כדי לחדד את המיקרו-מבנה ולשפר את הניקודיות.בנוסף, תחזיות חישוביות של יציבות שלב עוזר להימנע היווצרות של שלב משני במהלך עיבוד.

עבור יישומים אלקטרוניים ואנרגיה, intermetallics לשחק תפקידים כמו אנשי קשר, מחסומים וחומרים תרמואלקטריים.לדוגמה, NicioFLT:03cioFLT:1 ;Ga נחקרה על הפוטנציאל שלה בהתקני זיכרון צורה, וראשון-princles אלסטי משמשים לתכנון מסובבים עם התרחבות תרמית. בכל המקרים האלה, ההבנה הבסיסית המסופקת על ידי עקרונות ראשונים של שיטות ניקוי וניסוי עלות של עישון.

עיצוב חומרים חיזויים: לעבר חומרים

תחום המחקרים הראשונים של התנהגות מכנית בין-מטאלילית מתקדם במהירות, מונע על ידי שיפורים בחומרה חישובית והתפתחויות אלגוריתמיות.

נתונים סטטיסטיים ומוצרים מהירים

הופעתה של מסדי נתונים גדולים של חומרים, כגון פרויקט חומרים:0 (פרויקט מאקרו)(Materials Project)BuildFLT:1 ו- AFLOW, אפשרה להקרנה ראשונה של אלפי תרכובות intermetallic.משאבים אלה מספקים גמישות, היווצרות אנרגיות, ואפילו חזו בעבר קשיחות עבור אינדיקטורים רבים של מערכות.

שילוב עם Machine Learning

מודלים של למידת מכונות (ML), מאומן על נתונים ראשוניים, יכול להאיץ את החיזוי של תכונות מכניות אפילו יותר. על ידי למידה של מערכת היחסים בין מבנה גבישי, הרכב, ונכסים כמו קבועים או ערימה של אנרגיות פגומה, תחליפים של ML יכולים להעריך במהירות מיליוני יצירות מועמד.מודלים אלה שימושיים במיוחד עבור חקר מערכות מרובות-קודמות שבו חישובים מלאים יהיה ללא הגבלה עבודה עדכנית בשילוב עם דיוק סימולציה מצופה של סימולציה סגסוגת קומפקטית באופן קבוע של סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה קומפקטית של 5.4ית על ידי סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית של סימולציה סימולציה סימולציה קומפקטית קומפקטית

מודלים בקנה מידה גדול וקופלינג עם ניסויים

הכוח החיזויי הגדול ביותר עולה כאשר שיטות ראשונות של עקרונות מוטבעות במסגרת מודלים רב בקנה מידה.לדוגמה, חישובים DFT מספקים פרמטרים קלט עבור מודלים של התפתחות מיקרו-מבנה או עבור סימולציות פירוק דיסקרטי של עיוות פלסטי. כלים כאלה מאפשרים לחוקרים לגשר על הפער מחיבור חד-ממדי אטומי להתנהגות מכנית בקנה מידה רכיב.

מבנה מורכב ובלתי-קווילריום

מחקרים עתידיים ראשונים צפויים להתמודד עם מבנים מורכבים יותר של intermetallic, כולל אלה עם תאים גדולים יחידה, מוליכים למחצה, ושלבים metastable התפתחות של אלגוריתמים יעילים, כגון השימוש של תאים בין-לימוד מכונה, פוטנציאלים אנטומיים נלמדים מאומן על נתונים DFT, יאפשר סימולציות של מערכות גדולות יותר וזמני זמן ארוכים יותר, כולל פירוק ליבה ופעולות פצירה כגון קרינת חיוני.

מסקנה

מחקרים ראשוניים הפכו את ההבנה של התנהגות מכנית בתרכובות בין-מטאליות.על ידי חשיפת מקורות אטומיים ואלקטרוניים של קשיחות, של שקיפות ותנועת פירוק, שיטות חישוביות אלה מספקות מהנדסים עם הידע הדרוש כדי להתאים חומרים עבור יישומים ספציפיים.