Загадка сверхтвердого материала
Исследователи Сколтеха совместно с коллегами разгадали загадку 1960-х годов о кристаллической структуре потенциально сверхтвердого борида вольфрама, который может оказаться крайне полезным в самых разных областях применения, включая технологии бурения. Статья о научной работе, поддержанной Научно-Техническим Центром «Газпром нефти», опубликована в журнале Advanced Science. Бориды вольфрама впервые привлекли внимание ученых в середине XX века благодаря своей твердости и другим интересным механическим свойствам. Одна из давних загадок, связанных с этими соединениями, — кристаллическая структура так называемого соединения WB4, высшего борида вольфрама, которая сильно различается в экспериментальных моделях и теоретических предсказаниях разных групп.
«Экспериментально кристаллическая структура определяется рентгеноструктурным анализом. Но большая разница в атомных эффективных сечениях рассеяния (тяжелый вольфрам по сравнению с легким бором) делает позиции атомов бора в переходных боридах металлов едва различимыми для такого анализа. Эту проблему можно решить дифракцией нейтронов, и это было сделано недавно, но любой дифракционный метод может дать лишь усредненную структуру. Если материал неупорядоченный, полного понимания его кристаллической структуры, включая локальное расположение атомов, можно добиться только с помощью сочетания экспериментальных и вычислительных методов», — сказал старший научный сотрудник Сколтеха и первый автор статьи Александр Квашнин.
В 2017 году сотрудники Сколтеха Андрей Осипцов и Артем Оганов предложили идею поиска новых сверхтвердых материалов для композитных резцов долота, используемого для бурения нефтегазовых скважин. Эта идея понравилась Научно-Техническому Центру «Газпром нефти» — так началось ее сотрудничество со Сколтехом. Группа под руководством Оганова предсказала существование пентаборида вольфрама WB5, который по твердости превосходил широко используемый карбид вольфрама, а по устойчивости к образованию трещин был с ним сопоставим. Соединение в итоге успешно синтезировали в Институте физики высоких давлений имени Верещагина.
В новом исследовании Оганов и его коллеги показывают, что тот самый загадочный WB4 и новый пентаборид вольфрама WB5 — на самом деле один и тот же материал. «Мы изучали систему вольфрам-бор, чтобы предсказать существование стабильной структуры высших боридов вольфрама, так как знали об этой давней загадке. Предсказание структуры WB5 стало для нас сюрпризом, особенно из-за его удивительных свойств вроде твердости по Виккерсу и трещинностойкости, а также стабильности при очень высоких температурах.
Мы решили, что этот материал должен найти применение в промышленности, и наши коллеги из института имени Верещагина синтезировали его. Дифракционная картина очень хорошо соответствовала теоретическим предсказаниям за исключением нескольких слабых пиков, которые были в теории, но не в эксперименте. У нашего предсказанного WB5 идеальная монокристаллическая структура, но, как нам удалось показать, в экспериментах мы получили очень близкий к нему неупорядоченный WB5-x», — пояснил Квашнин. Ученые синтезировали новый материал, изучили его свойства и обнаружили неожиданную связь двух соединений: кристаллическая структура этого высшего борида вольфрама похожа на структуру WB5 с некоторой неупорядоченностью и нестехиометрией (последнее означает, что пропорции химических элементов в его составе нельзя представить малыми целыми числами).
Поэтому новое соединение обозначили не как WB4, а как WB5?x. Его кристаллическую структуру предсказали с помощью эволюционного алгоритма USPEX, разработанного Огановым и его студентами, и развили с помощью микроскопической решеточной модели. Поскольку WB5-x достаточно легко синтезировать, его превосходные механические свойства и стабильность при высоких температурах делают его перспективной альтернативой композитам на основе карбида вольфрама, которые чаще всего использовались во многих технологиях последние 90 лет. «Загадка WB4 разгадана полностью: у нас есть детальное описание этого материала и его структуры, мы знаем весь диапазон химических составов, который он может иметь, и его свойства. Впереди у теоретиков другие интересные загадки», — заключил Артем Оганов. В исследовании также принимали участие специалисты Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН и Института физики высоких давлений имени Л. Ф. Верещагина РАН.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - ...
Последние аномальные новости

Билл Гейтс предсказал катастрофу опаснее коронавируса

Большая группа НЛО была замечена над Вашингтоном

В ДНК нашли следы супердревней популяции людей

Впервые определили толщину коры и мантии Марса

Выглядящая на 30 лет женщина раскрыла секрет молодости

Гигантскую стену из облаков нашли Венере

Гидрометцентр. Народные приметы о погоде не сбываются

Град на Юпитере состоит из аммиака

Деревянный Стоунхендж нашли в Португалии

Дети с черными глазами постучались в дверь

Женщина прыгнула в колодец и спасла сына

Зачем людям возвращаться на Луну

Зеленая рука под кроватью

Инопланетяне устроили перестрелку над Техасом

Мать певицы принимала участие в сатанинских ритуалах

Микробы подсказали ученым о жизни на других планетах

Многообразие жизни имеет внеземное происхождение

Мужчина купил 25 билетов и сорвал 25 джекпотов

НЛО выпустил дронов над Канадой

Ночные сияния в атмосфере Марса

Общие черты многих загадочных исчезновений

Путешественница внезапно родила ребенка

Ребенок с обвитой шесть раз вокруг шеи пуповиной родился живым

Слепые на самом деле видят

Собаки не могут взять след

Таинственная призрачная армия Крита

Темные секреты ДНК. Чистокровные

Христианский автор записал голос сатаны

Что инопланетяне делают на озере Лох-Несс

Школьница продала душу дьяволу

Белый НЛО заметили над Бразилией

В облаках Юпитера замечены молнии неясной природы

Девочка родилась сразу с тремя зубами

Деревья предлагают подключить к 5G

Для сетей 6G создали беспроводной чип

Загадочный недуг превратил китаянку в бочонок

Зеленый НЛО сняли над Северной Каролиной

Инопланетяне сбили ракету Virgin Galactic

Как могут выглядеть будущие колонии на Марсе

Лавовые туннели на Марсе могут стать домами землян

Маленькое НЛО в Китае и большое НЛО над Финляндией

НЛО замечен над Нью-Мексико

НЛО наблюдают с древних времен

Проект по промыванию мозгов МК Ультра

Радиотелескопы помогли открыть экзопланету

Странные огни над Мексикой, Китаем и Аризоной

Флотилия НЛО над Чили

Хакеры будущего будут воровать ваши воспоминания и мысли

Что на самом деле скрывают круги на полях

Чудесные превращения мужа после удаления опухоли мозга

В предсказаниях Нострадамуса нет ничего пугающего

Великобритания будет сжигать очаги пандемии

Возле Луны промчался таинственный объект

Дискообразный НЛО попал в вечерний выпуск новостей

До катастрофы осталось мало времени

Звезды, которые боятся всего паранормального

Из-за проклятой куклы отец убил свою дочь

Кладбище чертей и долина смерти

Конспирологические теории вокруг звезд российской эстрады

Линии на руке. Значение, описание

Матрица посвящена трансгендерам и гендерной идентичности

Местные жители заметили НЛО под Кемеровом

Место силы - Мавринский майдан

Металлические облака в атмосферах экзопланет

Необычно плотная экзопланета

НЛО возле поезда

Прототип звездолета совершил первый полет

Сакральный смысл орнамента

Сущности в моей ванной

Технология 5G не отразится на здоровье россиян

Артефакты инков нашли на дне озера Титикака

Астат-211 лучший материал для радиотерапии

Большой Брат из Microsoft следит за вами всегда

В китайских летописях обнаружены свидетельства об НЛО

Вокруг звезды RU Волка обнаружена необычная структура

Восприятие речи у собак оказалось схоже с человеческим

Девушка девять дней просидела одна в лесу

Древние драконы проснулись

Загадка Аззо Бассоу, прозванного последним неандертальцем

Илон Маск. Пирамиды построили инопланетяне

Илон Маск. Подробности технологии мозговых чипов

Квартира ожила и начала мстить за грязь

Легенды и предания Выксунского края

Летающее такси испытали в Германии

Мир будет скоро уничтожен

Мифология, созданная Лавкрафтом

Молодой Марс был практически без жидкой воды

Монах Авель предсказал России спасение

Найденный под Ростовом-на-Дону метеорит упал 300-500 лет назад

Планеты Солнечной системы не вращаются вокруг Солнца

Под Воронежем чупакабра загрызла более десятка домашних птиц

Почему столько финансирования направляется на изучение Марса

Призрачный солдат, из которого текла голубая кровь

Проклятая поляна в Локнянском районе

Самые злободневные научно-фантастических романы

Семь чудес Приморья

Странные знаки появились на полях под Тюменью

Что осталось от легендарных разбойников Крыма

Что-то непонятное произошло в небе над Улан-Удэ

Экзопланеты могут рождаться возле черных дыр

Вечно молодой мужчина поделился секретами

Высокогорское чудовище озера Кара-Куль

Доисторические деревья-гиганты могут появиться в Европе

Древние метеориты можно найти в скалах

Женщина слышит голоса умерших жителей Сызрани

Житель Ростова нашёл метеорит весом 600 кг

Как на острове Лесбос появился окаменевший лес

Как семья из Чили столкнулась с гаргульями

Какого цвета будет растительность на других планетах

Кот преодолел 64 км, чтобы вернутся к хозяевам

На Солнце намечается мега-вспышка, которая утопит Землю

Научились управлять белками, продлевающими жизнь

НЛО над Белым домом

Новый метод для поиска и определения благоприятных для жизни планет

Падающий метеорит заметили в небе над Новосибирском

По всей Земле обнаружили обломки одной планеты

По меньшей мере дважды почти вся Земля была покрыта снегом

Потерянный отчет НАСА о НЛО найден

Призрачный автостопщик Блю Белл Хилл

Причудливая история об инопланетянине Ауссо

Русский прорицатель предсказал ряд событий 2020 года

Семья гномов из Освенцима

Случайно обнаружили статуи древних богов

Хара Хото - черный город с привидениями

Цикад-зомби снова заметили на полях

В крошечной деревушке регулярно видят йети, пришельцев и гоблинов

В старой газете нашли пророчество о коронавирусе

Девочка-собака из Мексики

Жители одной из деревень в Башкирии напуганы чупакаброй

Загадка гигантских статуй в джунглях Индонезии

Загадочный круг на пшеничном поле появился в Германии

Илон Маск рассказал о чипировании

Люди массово видят сны про дождь из метеоритов

Небольшой расовый конфликт назревает в небесах

Ядерный гриб появился над Латвией

Беспокойная ферма на Холме Эльфов

В музее Фридландские ворота происходит сверхъестественное

Голос заманивал в чащу

Голоса у тропы

Замаскированный НЛО замечен около горы Фудзи

Земля на пути к облаку астероидов

Инопланетянина выбросила на пляж Ливерпуля

Исчезновение в канадской тундре

К Марсу отправили третью миссию за месяц

Кости нашел ворон

Ледяной покров на Ганимеде превратился в необычное вещество

Летающие машины смогут ездить по дорогам

Лофтус Холл - самый известный дом с привидениями

Места России, с которыми связаны мистические истории

Над Пензой заметили меняющее собственную форму НЛО

НЛО в старинных китайских летописях

Окаменевшая рыба-амфибия найдена на Марсе

Оранжевый НЛО над берегом Японии

Парень решил, что у него в подвале живут призраки

Поклонники мистики стремятся в замок Шарлевиль

Пропавший в тумане

Прототип Starship SN5 прошел первые огневые испытания

Странное облако заметили на Марсе

Суперземли породнили с субнептунами

Тропы не было на картах

У некоторых звезд может быть до семи обитаемых планет

Удивительные и мистические места Хакасии

Ушел босиком и не вернулся

Что если инопланетяне - это будущие версии людей

Что превратило Землю в двигатель внутреннего сгорания

Все качественные товары в одном месте. Как магазин спасает в кризис

Аномально тонкая талия девушки озадачила пользователей

Возможная причина загадочных смертей слонов в Ботсване

Девушка случайно проглотила вилку

До нашей Вселенной существовало еще что-то

Жители деревни поклоняются шестилапой лягушке

Жуткое привидение заметили на онлайн уроке

Загадочная история исчезновения Мэтью Пендерграста

ИИ вывел формулу идеальных отношений

Конспирология, ложь и тайное общество

Люди описали происходящие по ночам паранормальные явления

Магнитная стимуляция мозга стерла неприятные воспоминания

Пентагон заявил, что не исключает вероятность запуска ракет по ошибке

Профессор раскрыла секрет долголетия

Пугающие люди-лягушки

Старушка дважды воскресала на собственных похоронах

Сын Алибасова заподозрил Федосееву-Шукшину в колдовстве

Туристы нашли на побережье инопланетную рыбу

Что хакеры искали на серверах Ватикана

Шестиногая корова с двумя хвостами дожила до двух лет

Эффекта Бабочки не существует в квантовом мире

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика