В КФУ нашли способ отслеживать нанотрещины в аморфных металлах

Сотрудники кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики Казанского федерального университета (КФУ) разработали численный метод, позволяющий давать количественные характеристики и отслеживать эволюцию пустотных дефектов и наноразмерных трещин в аморфных металлах. Об этом сообщили во вторник в пресс-службе программы Минобрнауки России "Приоритет 2030". Новость также была опубликована в ТАСС Наука.

В качестве объекта исследования ученые выбрали однокомпонентную аморфную, то есть не имеющую кристаллической структуры, металлическую систему, относящуюся к семейству изотропных твердых тел. Новый способ позволяет определить характеристики, запускающие цепную реакцию разрушения: критический размер трещин, а также время и скорость их формирования. Результаты исследований имеют фундаментальное значение и практическую ценность, в частности, при разработке рабочих материалов для 3D-принтеров.

"На основе полученных данных была развита теоретическая модель, описывающая начальные этапы формирования трещин в этих материалах. Несмотря на то, что мы проводим фундаментальные исследования в области физического материаловедения, потенциальная практическая значимость полученных нами результатов вполне очевидна. В частности, понимание механизмов, приводящих к разрушению того или иного материала, позволяет развивать методы, направленные на улучшение его прочностных характеристик", - приводит пресс-служба слова руководителя проекта, профессора кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Анатолия Мокшина.

Процесс формирования трещин нанометрового размера в твердых телах мало изучен из-за отсутствия методов, позволяющих корректно выявлять эти трещины и отслеживать изменение их размера.

Исследование помогло прояснить физические процессы, лежащие в основе возникновения очагов разрушения в однородных аморфных материалах, где дефекты возникают совсем не так, как в хорошо исследованных кристаллических металлах. Полученные результаты имеют фундаментальное значение для понимания механизмов формирования и распространения трещин в твердых телах, а также способствуют развитию новых подходов к выявлению потенциальных зон разрушения материалов.