Исследователи кафедры вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики Казанского федерального университета решили задачу по «расшифровке» структуры жидкого висмута вблизи плавления.

Научная работа проводилась в рамках поддержанного грантом Российского научного фонда проекта «Теоретические, симуляционные и экспериментальные исследования физико-механических особенностей аморфообразующих систем с неоднородными локальными вязкоупругими свойствами», руководителем которого является заведующий кафедрой вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики КФУ Анатолий Мокшин.

«Нами было впервые установлено, что в жидком висмуте содержатся квазистабильные структуры в виде протяженных цепочек, образующихся из "троек атомов" – триплетов правильной геометрии. Непосредственно эти структуры являются причиной так называемых "структурных аномалий", регистрируемых с помощью экспериментов по рентгеновской и нейтронной дифракции в расплаве висмута, но отсутствующих у большинства других однокомпонентных расплавов. Этот научный результат удалось получить, сочетая традиционную экспериментальную методику по рентгеновской дифракции и численный эксперимент по первопринципному моделированию молекулярной динамики», – рассказал А. Мокшин.

Полученные результаты представлены в статье, опубликованной в журнале Scripta Materialia.

«Висмут применяется в фармацевтической отрасли для изготовления медицинских препаратов, в электронике – для изготовления устройств магнитной памяти, в металлургической промышленности – для изготовления легкоплавких сплавов, в ядерной энергетике – в качестве жидкометаллического теплоносителя в составе со свинцом», – пояснил завкафедрой.

Сделанное учеными КФУ открытие вносит существенный вклад в понимание физических процессов, протекающих на уровне атомов в расплавах поливалентных металлов, таких как висмут, и открывает дорогу развитию новых методов получения (формирования) наноструктур на основе металлических расплавов.

Ранее мы сообщали, что ученые КФУ создали метод оценки прочности сплавов с помощью нейросети.