Vědci objevují kovové kapalné slitiny se zebrovými nebo leopardími vzory

Kolem roku 1952 vyvinul slavný matematik Alan Turing koncepční model, který tento proces vysvětlil

vytváření vzorů dvousložkového systému. Takové vzory se od nynějška také nazývají Turingovy vzory.

Formování vzorů je také široce používáno vumělé systémy a průmysl, zejména v oblasti metalurgie. Existuje celá oblast zvaná „metalografie“, která se specializuje na studium mikroskopických struktur a složení kovů a slitin. Pokud rozdělíte vícesložkovou slitinu a podíváte se na její průřezy, je pravděpodobné, že v řezu uvidíte střídavé pruhy nebo překrývající se skvrny různých kovových součástí. Navzdory skutečnosti, že struktura a modely tuhnutí kapalných slitin jsou známy po dlouhou dobu, fenomén tvorby jejich povrchového vzoru zůstal po dlouhou dobu neprozkoumaný.

Jialuo Han, UNSW

Vědci přesně zkoumali, jaké typy vzorůse nacházejí na povrchu ztuhlých kovových slitin. Tým použil dvousložkové kovové směsi: slitiny na bázi gália obsahující malé množství vizmutu. Tyto slitiny se v ruce snadno taví, což usnadňuje experimentální pozorování a kontrolu.

„Mohli jsme pozorovat proces kalenípovrchu pod konvenčním optickým mikroskopem a byl jsem překvapen, když jsem poprvé uviděl přední část tuhnutí na povrchu tekutého kovu, která za ním vytvářela souvislé vzory,“ řekl Dr. Jianbo Tang, hlavní autor článku.

Vědci studovali pomocí elektronových mikroskopůvysoce uspořádané vzory, včetně prokládaných pruhů, zakřivených vláken, bodových polí a některých exotických pruhů a hybridů bodů. Vědci byli překvapeni, že během formování těchto struktur se obsah bizmutu s nízkou koncentrací v povrchové oblasti významně zvýšil. Takové obohacení povrchu, které je v této studii nalezeno, je v rozporu s konvenčními metalurgickými koncepcemi.

Vědci spojili objevený jevtuhnutí s jedinečnou povrchovou strukturou tekutých kovů a k simulaci tohoto procesu byly použity superpočítače. V počítačových simulacích se na povrchu slitiny nahromadilo několik atomů vizmutu, které se zjevně náhodně pohybovaly v moři atomů gália.

"Tento dříve ignorovaný jev."Ztuhnutí povrchu zlepšuje naše základní znalosti o tekutých kovových slitinách a jejich procesech fázového přechodu. Tento samostatný povrchový proces lze použít jako kreslicí nástroj k navrhování kovových konstrukcí a vytváření zařízení pro pokročilé aplikace v budoucí elektronice a optice, “dodal profesor Kurosh Kalantar-Zade, spoluautor studie.