Ap 1952. gadu slavenais matemātiķis Alans Tjūrings izstrādāja konceptuālu modeli procesa izskaidrošanai
Rakstu veidošana tiek plaši izmantota arīmākslīgās sistēmas un rūpniecība, it īpaši metalurģijas jomā. Ir vesela teritorija ar nosaukumu "metalogrāfija", kas specializējas metālu un sakausējumu mikroskaalu struktūru un kompozīciju izpētē. Ja jūs sadalāt daudzkomponentu sakausējumu un apskatīsit tā šķērsgriezumus, visticamāk, ka griezumā redzēsit mainīgas svītras vai dažādu metāla sastāvdaļu pārklāšanās plankumus. Tomēr, neskatoties uz to, ka šķidro sakausējumu struktūra un sacietēšanas modeļi ir zināmi jau ilgu laiku, to virsmas modeļa veidošanās parādība ilgu laiku ir palikusi neizpētīta.
Jialuo Han, UNSW
Pētnieki precīzi pārbaudīja, kāda veida modeļusir atrodami uz sacietējušu metāla sakausējumu virsmas. Komanda izmantoja divkomponentu metāla maisījumus: sakausējumus uz gallija bāzes, kas satur nelielu daudzumu bismuta. Šie sakausējumi viegli kūst rokā, atvieglojot eksperimentālo novērošanu un kontroli.
“Varējām novērot sacietēšanas procesuvirsmas zem parastā optiskā mikroskopa, un es biju pārsteigts, kad es pirmo reizi ieraudzīju sacietēšanas fronti uz šķidrā metāla virsmas, veidojot aiz tās nepārtrauktus rakstus, ”sacīja doktors Dzjanbo Tans, darba vadošais autors.
Izmantojot elektronu mikroskopus, zinātnieki pētījaļoti sakārtoti raksti, ieskaitot svītru maiņu, izliektas šķiedras, punktu blokus un dažus eksotiskus svītru un punktu hibrīdus. Pētnieki bija pārsteigti, ka šo struktūru veidošanās laikā bismuta ar zemu koncentrāciju saturs virsmas reģionā ievērojami palielinājās. Šāda šajā pētījumā konstatētā virsmas bagātināšana ir pretrunā ar parastajiem metalurģijas jēdzieniem.
Pētnieki saistīja atklāto parādībusacietēšana ar unikālu šķidru metālu virsmas struktūru, un šī procesa imitēšanai tika izmantoti superdatori. Datorsimulācijās uz sakausējuma virsmas uzkrājās maz bismuta atomu, kas acīmredzot nejauši pārvietojās gallija atomu jūrā.
“Šī iepriekš ignorētā parādībaVirsmas sacietēšana uzlabo mūsu fundamentālo izpratni par šķidro metālu sakausējumiem un to fāzes pārejas procesiem. Šo autonomo virsmas procesu var izmantot kā zīmēšanas rīku, lai projektētu metāla konstrukcijas un izveidotu ierīces progresīvām lietojumprogrammām nākotnes elektronikā un optikā, ”piebilda pētījuma līdzautors profesors Kurošs Kalantars-Zade.