Открытие ученых изменит производство стали, позволяя снизить энергозатраты и повысить экологичность благодаря использованию магнитных полей.
Ученые из Инженерного колледжа Грейнджера выявили ранее неизвестный физический механизм, объясняющий, каким образом магнитные поля влияют на скорость миграции атомов углерода внутри кристаллической решетки железа. Работа углубила понимание процессов взаимодействия углерода с зерновыми границами стальных изделий. Они играют ключевую роль в формировании механических свойств металла, пишет ScienceDaily.
Сталь, образующаяся в результате сочетания железа и углерода, представляет собой один из самых распространенных конструкционных материалов на планете. Формирование ее кристаллической решетки требует крайне высоких температур, вследствие чего процесс производства сталелитейной продукции весьма энергоемкий.
Десятилетия назад ученые обнаружили, что отдельные марки стали приобретают улучшенные свойства после термической обработки в условиях воздействия магнитного поля, но объяснить данное явление тогда удавалось лишь теоретически. Из-за отсутствия ясного физического обоснования инженеры не могли точно спрогнозировать или управлять таким эффектом.
В новом исследовании эксперты использовали методики компьютерного моделирования диффузионных процессов. Работа проводилась на примере железно-углеродистых соединений, где атомы углерода размещаются в пустых промежутках между атомами железа, формируя своего рода микроскопические «ячейки». Путем детального анализа перемещений атомов углерода ученые смогли установить точный механизм замедления их движения под воздействием магнитных полей.
Источник: hi-tech.mail.ru