Поиск по сайту: Найти

Характерная черта всей современной техники — интенсификация производственных процессов. А скорость их протекания зависит в основном от качества материалов, из которых сделаны машины и аппараты, от их прочности при высоких температурах и давлениях. Так, например, если на заре века вес авиационного двигателя составлял не менее 250 кг на каждую лошадиную силу, то теперь этот вес доведен до 1 кг на лошадиную силу, то есть снижен в 250 раз!

Характерной отличительной особенностью нынешней эпохи научно-технической революции, когда наука уже стала непосредственной производительной силой, от всех предыдущих переворотов в технике и научных револю

ций прошлого является то, что ныне научные открытия прокладывают путь технике, определяя ее развитие. Открытия в науке способны теперь по рождать целые новые отрасли промышленности. Так родились, например атомная промышленность, производство ЭВМ, полупроводниковая электроника, лазерная техника и т. д.

Наука о металле находилась до последнего времени в положении отстающего: новые металлические материалы, как правило, сначала получали в лаборатории, а затем уже начиналось изучение их свойств. К настоящему времени создано свыше 10000 сплавов, различная обработка которых позволила получить многие десятки тысяч всевозможных металлических материалов. Вес проката всех этих материалов различен и чтобы его посчитать верно при закупке предприятием металлопроката, существует специальный металлический калькулятор онлайн, благодаря которому можно с легкостью все расчитать. Подавляющее большинство марок стали получено, однако, эмпирическим путем и так создавались новые металлические материалы и столетия назад.

С 1875 по 1950 год от общего количества сочетаний элементов было исследовано лишь 25% двойных систем, 0,25% тройных, 0,0015% четверных и 0,00001% пятерных.

Как же огромно число композиций сплавов с замечательными свойствами, которые человечество пока не использует просто потому, что еще не дошла очередь до их исследования в лаборатории! Впрочем, для всестороннего экспериментального исследования всех возможных сочетаний всех известных элементов необходимо больше металла, чем весит весь земной шар! Кроме того, для этих целей потребуется бездна времени, да и проведение таких исследований чрезвычайно дорого. Где же выход?

Рассчитывать новые сплавы. Астрономы «на кончике пера» открывают новые планеты, с точностью до долей секунды вычисляют время наступления солнечных и лунных затмений и не только тех, которые произойдут в ближайшем будущем, но и тех, которые произошли тысячелетия назад, и тех, которые еще только произойдут через сотни и тысячи лет после нас. Строители туннелей с абсолютной точностью рассчитывают место и время встречи под землей проходчиков, идущих друг другу навстречу...

Чтобы научиться заранее рассчитывать свойства еще не полученного сплава и, таким образом, создавать материалы с заранее заданными свойствами, необходимо научиться рассчитывать распределение и взаимодействие электронов в кристалле сплава и измерять силу межатомной связи.

На наших глазах металловедение во все большей степени переходит от описательного этапа своего развития к новому этапу, когда оно становится способным рассчитывать свойства еще не полученного сплава.

Итак, задача ? 1 — создание теории сплавов, которая позволит получать материалы с заранее заданными свойствами.

Как известно, создав периодическую систему, Д. И. Менделеев предсказал существование нескольких новых, еще не открытых тогда элементов и даже рассчитал их свойства. Когда в 1875 году французский химик П. Э. Лекок де Буабодран обнаружил предсказанный Менделеевым галлий, он определил, что плотность его равна 4,7. Однако опубликованные еще в 1871 году расчеты Менделеева говорили, что плотность этого элемента должна быть около 6. Уверенный в правильности открытого им периодического закона Менделеев, никогда не видев нового элемента, пишет письмо французскому коллеге, указывая, что тот допустил ошибку. Тщательная проверка подтвердила: плотность галлия действительно близка к 6 — она равна 5,94.

Современная квантовая теория металлов позволяет в принципе рассчитать все основные характеристики любого еще не полученного сплава. Но это пока лишь принципиальная возможность. До сих пор удавалось в лучшем случае лишь примерно предсказывать количественные характеристики свойств, рассчитывать простейшие случаи.

В Институте металлургии им. А. А. Байкова АН с помощью ЭВМ рассчитали электропроводность при 0°С всех возможных сплавов ниобия с молибденом, молибдена с танталом, тантала с вольфрамом, вольфрама с молибденом и вольфрама с ниобием (при любых концентрациях составляющих).