Металлический сплав похож на коктейль: смешали несколько элементов — и получили материал с новыми свойствами. Но если бармен пробует напиток на вкус, то инженерам нужно заранее знать, как сплав поведёт себя в работе. Например, выдержит ли он высокую температуру и не потеряет ли способность проводить ток.
Команда исследователей предложила метод, который позволяет быстро оценить три ключевые характеристики сплава: сопротивление электрическому току, теплопроводность и теплоёмкость. Вместо долгих лабораторных испытаний они используют расчётную модель, основанную на составе сплава. Модель проверили на сплавах вольфрама, тантала и ванадия, а также ниобия, молибдена и тантала. Предсказания совпали с экспериментальными данными в широком диапазоне температур — от комнатной до 1300 кельвинов.
Особый интерес вызвал сплав W53Ta42V5: его электрическое сопротивление почти не меняется при нагреве от 300 до 1300 кельвинов. Такое поведение полезно для точных приборов, которым нужна стабильность. Авторы надеются, что их подход ускорит поиск новых материалов для энергетики, электроники и аэрокосмической отрасли.
Сплавы из нескольких металлов часто ведут себя не как «среднее арифметическое» своих компонентов: добавление даже 5% ванадия может заметно изменить сопротивление всего материала.