Уникальная математическая модель кристаллов создана учеными УрФУ

По информации, предоставленной УрФУ, эксперименты по лазерному выращиванию льда при температуре -5°C подтвердили, что внешний контур снежинки соответствует выявленному закономерности. Кроме того, исследователи смогли установить алгоритм роста главного «ствола» снежинок. Как пояснила доцент кафедры теоретической и математической физики УрФУ Любовь Торопова, форма кристаллов зависит от условий их формирования, включая изменения в движущей силе и микрофлуктуации.

Эта уникальная формула позволяет описывать сложные морфологии, такие как снежинки и металлические дендриты, всего лишь изменяя один или два параметра, которые зависят от типа материала или степени переохлаждения. Ученые уверены, что их модель может быть применена для изучения процессов кристаллизации в металлургических сплавах. Они подчеркнули, что теория хорошо соотносится с дендритами никеля, который широко используется в промышленности благодаря своим выдающимся свойствам, включая прочность и коррозионную стойкость.

Дендритные структуры в металлах играют важную роль в прочности таких изделий, как лопатки турбин и биомедицинские имплантаты. Как отметила Торопова, форма кристаллов и дендритные микроструктуры влияют на физические характеристики затвердевшего материала: прочность, пластичность, электропроводность и теплопроводность. Поэтому глубокое понимание механизма неравновесного затвердевания переохлажденных расплавов имеет огромное значение. Например, в процессе промышленного литья сплавов основным образом образуются дендриты из-за эффекта концентрационного переохлаждения.