Как сплав из семи металлов обретает память экспресс
Сплав из семи металлов — это как команда, где каждый игрок тянет одеяло на себя. Атомы железа, кобальта, никеля, алюминия, титана, тантала и ванадия могут встать в строгий узор, а могут разбежаться по случайным местам. От этого зависит, будет ли материал прочным, как сталь, или лёгким, как алюминий. Учёные хотят заранее знать, какой узор выберут атомы, чтобы создавать сплавы с нужными свойствами.
Обычные компьютерные расчёты слишком медленны, чтобы проследить, как атомы перестраиваются в течение долгого времени. Поэтому авторы применили машинное обучение: алгоритм учится на примерах и потом предсказывает поведение атомов гораздо быстрее. Они сравнили несколько типов таких алгоритмов на данных о 10 тысячах атомных конфигураций. Оказалось, что одни алгоритмы точнее, другие — быстрее, а третьи лучше улавливают, как атомы влияют друг на друга на расстоянии.
Ещё исследователи проверили, насколько важно учитывать, что атомы слегка смещаются и решётка как бы дышит. Оказалось, что если не давать атомам возможность расслабиться после укладки, прогнозы становятся хуже. Теперь у материаловедов есть руководство, как выбрать подходящий алгоритм для моделирования высокоэнтропийных сплавов. Это приближает создание материалов, которые будут служить в реактивных двигателях или ядерных реакторах, где обычные сплавы быстро разрушаются.
Высокоэнтропийные сплавы иногда называют «коктейльными сплавами»: смешивают пять и более металлов в почти равных пропорциях, и получается материал с неожиданными свойствами — например, одновременно прочный и пластичный.