- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Неупорядоченные карбиды оказались экстремально тугоплавкими

Неупорядоченные карбиды оказались экстремально тугоплавкими

Карбид может быть соединением углерода не с одним другим элементом, а с несколькими. Такие вещества практически не встречаются в «дикой» природе, да и в лабораториях они попадаются нечасто — их сложно синтезировать.

Большая часть веществ, с которыми мы встречаемся в жизни, имеют свойства, которые физики называют ближним и дальним порядками. Говоря просто и, вероятно, не совсем точно, ближний порядок — это определенная конфигурация атомов в пространстве. Если она воспроизводится в макроскопических размерах, речь идет о дальнем порядке — для примера поглядите на монетку или связку ключей — у стали дальний порядок есть. Если нет обеих порядков, то вещество называется аморфным. Поглядите на оконное стекло — оно именно таково. А если ближний порядок (т. е. упорядоченное расположение на атомарном уровне) есть, а дальнего нет — то вещество называется неупорядоченным.

Этот тип вещества встречается нечасто и таит в себе немало сюрпризов. Группа физиков из Университета Дьюка решила выяснить, какие свойства могут быть у сложных карбидов, если сделать из них неупорядоченные вещества.

Для экспериментов были выбраны восемь металлов, карбиды которых наиболее тверды и тугоплавки. Команда попыталась рассчитать энергию связи в молекулах, состоящих из пяти атомов углерода и пяти атомов металлов из этого списка. Целью работы было выяснить, какие из карбидов в принципе могут существовать долгое время и при этом образовывать разные пространственные конфигурации. Если таковых было мало, это понималось как признак того, что материал, скорее всего, развалится. Если много — значит на него надо посмотреть внимательнее.

Девять теоретически рассчитанных соединений были реально синтезированы профессором Кеннетом Веккио из Университета Сан-Диего. Это было сделано путем сплавления порошков из требуемых элементов при температуре 2200 градусов Цельсия, при одновременном пропускании через них электрического тока силой 2000 ампер.

Получившиеся вещества отличались твердостью и жаропрочностью. Это были неупорядоченные вещества, лишенные дальнего порядка. И, как констатируют авторы исследования, эти вещества обладали свойствами, удивительными для обычных карбидов.

Особое внимание привлекла одна причудливая комбинация — молибдена, ниобия, тантала, ванадия и вольфрама (MoNbTaVWC5). Ее свойства пока не выяснены окончательно, но того, что есть, уже хватило на выходящую в ближайшее время статью в Nature Communications. Как подчеркивает один из участников исследования, профессор Стефано Куртароло, он не удивится, если выяснится, что это самый тугоплавкий материал из известных нам.

Прочитать краткое изложение сути дела можно в пресс-релизе Университета Дьюка .

Источник [1]

Источник [2]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/e-to-interesno/300760

Ссылки в тексте:

[1] Источник: https://www.popmech.ru/science/news-451562-neuporyadochennye-karbidy-okazalis-ekstremalno-tugoplavkimi/

[2] Источник: http://supreme2.ru/%d0%bd%d0%b5%d1%83%d0%bf%d0%be%d1%80%d1%8f%d0%b4%d0%be%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b5-%d0%ba%d0%b0%d1%80%d0%b1%d0%b8%d0%b4%d1%8b-%d0%be%d0%ba%d0%b0%d0%b7%d0%b0%d0%bb%d0%b8%d1%81%d1%8c-%d1%8d/