Новости

Учёные предсказали новые твёрдые и сверхтвёрдые тройные соединения

Новое исследование «Компьютерный поиск новых соединений в системе W – Mo – B» было опубликовано в журнале ChemistryofMaterials. В публикации идет речь о предсказании расчетными методами новых твёрдых и сверхтвёрдых тройных соединений. Статья стала результатом совместной работы сотрудников ИХТТМ СО РАН, Сколтеха, РНИМУ в Москве и Ереванского государственного университета.

По словам сотрудника Сколтеха и одного из авторов исследования, Александра Квашнина, эта работа стала логичным продолжением долгого изучения бинарных систем. Для поиска новых материалов пришлось усложнить систему и добавить в нее третий элемент, что привело к серьезному изменению свойств и появлению новых соединений. Эти изменения и составляли предмет интереса ученых.

Работа велась с использованием эволюционного алгоритма USPEX, разработанного Артемом Огановым, профессором Сколтеха (он же один из авторов исследования). Благодаря этому алгоритму удалось предсказать структуру потенциально сверхтвердых тройных соединений в системе W – Mo – B.

В итоге ученые получили результат, на который не рассчитывали изначально: “Мы планировали предсказать ряд тройных соединений, которые бы обладали необходимым набором механических свойств, в данном случае твердость и трещиностойкость, которые были бы лучше, чем у бинарных соединений. На деле мы действительно предсказали ряд тройных соединений, но основная их особенность заключалась в том, что они являются высокоэнтропийными сплавами. Вследствие смешивания атомов вольфрама и молибдена предсказанные соединения являются разупорядоченными, что и влияет на их стабильность при различных температурах”, - говорит Александр Квашнин.

Обычно высокоэнтропийными соединениями являются карбиды, четырех или пятикомпонентные соединения. Как полагают ученые, их исследование - это первый шаг к тому, что такие соединения могут быть найдены теперь уже в системах боридов.

“У этой работы есть очевидное развитие - мы можем найти новые твердые материалы, которые будут по своим характеристикам превосходить уже имеющиеся, и выдерживать более высокие температуры или давление. Это необходимо для таких компаний, как Газпромнефть, например, при бурении скважин”, - добавляет один из авторов, Кристиан Тантардини, сотрудник ИХТТМ СО РАН и Сколтеха.

Исследователи продолжат заниматься этой темой - теперь их интересует, что может происходить внутри еще более сложных соединений при изменении температуры и давления.

Публикация доступна по ссылке