ממכוניות ועד לוויינים מלאכותיים, מחומרי בניין ועד מוצרים אלקטרוניים, סגסוגות מתכת ברמה גבוהה חיוניות בחלקים מרכזיים של החיים המודרניים. עם זאת, בשל הבנתם המעורפלת של החוקרים את הגבולות בין גרגרי הגביש הזעירים המרכיבים את רוב המתכות, הפיתוח של סגסוגות חדשות בעלות החוזק, הקשיות, העמידות בפני קורוזיה, מוליכות ותכונות אחרות למטרות ספציפיות הטובות ביותר.

כאשר שתי מתכות מעורבבות יחדיו, האטומים של המתכת המשנית עשויים להתאסף לאורך גבולות הגרגרים הללו, או שהם עשויים להתפזר דרך הסריג האטומי בתוך הגרגר. הביצועים הכוללים של חומרים תלויים במידה רבה בהתנהגותם של אטומים אלה, אך עד כה, אין שיטה שיטתית לחזות את השפעתם.

חוקרי MIT מצאו כעת שיטה המשלבת הדמיית מחשב ותהליכי למידת מכונה כדי ליצור תחזיות מפורטות שונות של תכונות אלו, שיכולות להנחות את הפיתוח של סגסוגות חדשות ביישומים שונים. תוצאות המחקר מתוארות בכתב העת Nature Communications. המאמר נכתב על ידי הסטודנט לתואר שני מאליק וואגי, עמית פוסט-דוקטורט פיטר לארסן ופרופסור למדעי החומרים והנדסה כריסטופר שוה.

שוה הסביר שהבנת ההתנהגות ברמה האטומית של מתכות רב גבישיות עבור רוב המתכות בהן אנו משתמשים היא אתגר מרתיע. למרות שהאטומים בגביש בודד מסודרים בצורה מסודרת, הקשר בין אטומים סמוכים הוא פשוט וצפוי. זה לא המקרה עם גבישים זעירים מרובים ברוב חפצי המתכת. לדבריו, "במה שאנו מכנים גבולות תבואה, גבישים נמחצים יחד. בחומרים מבניים מסורתיים, יש אלפי גבולות גרגרים כאלה".

גבולות אלה עוזרים לקבוע את מאפייני החומר. הוא אמר: "אפשר לחשוב עליהם כעל דבק שמחזיק את הגבישים יחד". "אבל הם מבולבלים והאטומים מבולגנים. הם לא תואמים את הגבישים שהם מתווספים אליהם". הוא אמר, זה אומר שהם מספקים מיליארדי סידורים אטומיים אפשריים, ויש רק כמה סידורים בגביש. יצירת סגסוגות חדשות כרוכה ב"ניסיון לעצב את האזורים הללו בתוך המתכת, שלמעשה מסובך פי מיליארדי מאשר תכנון בקריסטלים".

שוה עשה אנלוגיה לאנשים הסמוכים. "זה קצת כמו בפרברים. אולי יש לך 12 שכנים סביבך. ברוב המתכות, אתה מסתכל מסביב ורואים 12 אנשים, והם נמצאים באותו מרחק ממך. זה הומוגני לחלוטין. בגרגר על גבול, עדיין יש לך 12 שכנים, אבל המרחקים שלהם שונים, וכולם בתים בגדלים שונים בכיוונים שונים".

הוא אמר שבאופן מסורתי, אלה שמתכננים סגסוגות חדשות פשוט דילגו על השאלה הזו, או פשוט הסתכלו על המאפיינים הממוצעים של גבולות התבואה באותן עיניים, גם אם ידעו שהם לא.

במקום זאת, הצוות החליט לפתור את הבעיה בקפדנות על ידי בחינת ההתפלגות בפועל של התצורה והאינטראקציה של מספר רב של מקרים טיפוסיים, ולאחר מכן שימוש באלגוריתמים של למידת מכונה כדי להסיק ממקרים ספציפיים אלו ולספק תחזיות עבור כל הטווח.

במקרים מסוימים, צבירה של אטומים לאורך גבול התבואה היא תכונה אידיאלית שיכולה לשפר את הקשיות ואת העמידות בפני קורוזיה של המתכת, אך לפעמים היא גם יכולה להוביל להתפרקות. בהתאם לשימוש המיועד של הסגסוגת, המהנדסים ינסו לייעל את שילוב המאפיינים. במחקר זה, צוות המחקר חקר יותר מ-200 שילובים שונים של מתכות בסיסיות ומתכות סגסוגת על סמך השילובים המתוארים ברמה הבסיסית בספרות. לאחר מכן, החוקרים דימו באופן שיטתי כמה מהתרכובות הללו כדי לחקור את תצורת גבול התבואה שלהם. אלה משמשים ליצירת תחזיות באמצעות למידת מכונה, אשר לאחר מכן מאומתות באמצעות סימולציות ממוקדות יותר. תחזיות למידת המכונה תואמות היטב את המדידות המפורטות.

כתוצאה מכך, אמר וואג'י, החוקרים הצליחו להוכיח ששילובי סגסוגת רבים שנחשבו למעשה בלתי ניתנים לביצוע היו אפשריים. הוא אמר שמסד הנתונים החדש שנערך על ידי המחקר הזה כבר זמין ברשות הציבור, והוא יכול לעזור לכל מי שמתכנן סגסוגת חדשה.

הצוות מקדם את הניתוח. שוה אמר: "בעולם האידיאלי שלנו, מה שעלינו לעשות הוא להוסיף אליה כל מתכת בטבלה המחזורית, ולאחר מכן להוסיף את כל שאר היסודות בטבלה המחזורית לטבלה המחזורית." "אז, אתה משתמש בטבלה המחזורית של היסודות, חוצה אותה עם עצמך, ואז בודק את כל השילובים האפשריים." לדבריו, עבור רוב השילובים הללו, נתונים בסיסיים עדיין אינם זמינים, אך עם יותר ויותר סימולציות ואיסוףים ניתן לשלב את הנתונים במערכת החדשה.

קישור למאמר זה: חוקרים מוצאים דרכים טובות יותר לעצב סגסוגות מתכת

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין שירותי.מוסמך ISO 9001:2015 &AS-9100. יצרן עיבוד שבבי בקנה מידה גדול של תיקים רפואיים, מתן עיצוב תלת מימד, אב טיפוס ושירותי משלוח גלובליים. מציע גם מארזים קשיחים, EVA חצי קשיח, מארזים תפורים רכים, פאוצ'ים ועוד עבור יצרני OEM. כל המארזים מיוצרים בהתאמה אישית לפי מפרטים עם אינסוף שילובים של חומרים, תבניות, כיסים, לולאות, רוכסנים, ידיות, לוגו ואביזרים. אפשרויות חסינות זעזועים, עמידות במים וידידותיות לסביבה. חלקים רפואיים, תגובת חירום, חלקים אלקטרוניים, תאגידים, חינוך, צבא, ביטחון, ספורט, חוצות ותעשיות בנייה. השירותים כוללים ייעוץ לקונספט של מקרה, עיצוב תלת מימד, יצירת אב טיפוס, יצירת רוטוטיפוס,קידוח CNC שירותים וייצור. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן האספקה ​​הצפוי. אנו נתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, אתה מוזמן לפנות אלינו ישירות ( sales@pintejin.com ).