Магнитный секрет внутри стали наконец объяснен
Ученые раскрыли физический механизм, объясняющий, как магнитные поля замедляют движение атомов углерода в железе, что может привести к созданию более энергоэффективных способов производства стали
Short Summary
Исследователи из Университета Иллинойса впервые определили физический механизм, объясняющий, как магнитные поля замедляют диффузию атомов углерода в стали. Это явление, наблюдаемое десятилетиями, ранее не имело чёткого научного объяснения и описывалось лишь на теоретическом уровне.
С помощью компьютерного моделирования команда профессора Далласа Тринкла показала, что магнитные поля изменяют поведение атомов железа, выстраивая их магнитные спины. Это выравнивание повышает энергетический барьер, который атомы углерода должны преодолеть, чтобы переместиться между атомными «клетками» (ячейками) в кристаллической решётке, тем самым замедляя диффузию.
Открытие может привести к разработке более энергоэффективных и экологичных методов производства стали, снижая потребление энергии и выбросы углекислого газа. Принципы также применимы к другим материалам, позволяя прогнозировать влияние магнитных полей на атомную диффузию в различных сплавах.
Физический механизм обнаружен
Впервые идентифицирован конкретный механизм, объясняющий, как магнитные поля замедляют движение атомов углерода в железе
Роль магнитного упорядочения
Выровненные магнитные спины атомов железа повышают энергетический барьер для диффузии углерода
Методология исследования
Использование компьютерного моделирования со «среднеквадратичным усреднением по спиновому пространству» (средним значением величины, получаемым путём извлечения квадратного корня из среднего арифметического квадратов этой величины в спиновом пространстве) позволило учесть влияние температуры и магнитных полей
Практическое применение
Открытие открывает путь к количественному прогнозированию влияния магнитных полей на сплавы и разработке новых, более эффективных материалов
Text generated using AI
