Ist es möglich, die Eigenschaften von Legierungen (oder anderen künstlichen Materialien) rein theoretisch zu entdecken / zu analysieren?

Ich weiß, dass es möglich ist, die Wärmeableitung in einem Material mit CAD zu modellieren. Es ist auch möglich, Fluidströmungen zu modellieren. Aber ist es beispielsweise möglich, Kanthals Verhalten unter verschiedenen Umständen (Magnetfelder, Temperaturen) theoretisch (über Gleichungen oder über eine CAD-Anwendung) zu modellieren?

Zum Beispiel: Die übliche Zusammensetzung von Kenthal ist Eisen, Chrom (20–30 %) und Aluminium (4–7,5 %). Nehmen wir an, es hat den Eigenschaftssatz Xp unter den Umständen Xc. Gibt es zum Beispiel eine Möglichkeit, Xp in Xc für eine Legierung mit mehr Aluminium ohne Experimente, dh theoretisch, vorherzusagen?

Man kann viele Materialeigenschaften theoretisch analysieren – der schwierige Teil besteht darin, sie richtig hinzubekommen.
Können Sie diesen Gedanken erweitern? Ist es möglich, die Menge eines Materials in einer Legierung zu erhöhen und genau zu berechnen, wie sich der spezifische Widerstand, die Wärmeableitung und andere Eigenschaften ändern würden?

Antworten (1)

Praktische Antwort: Nein.

Wenn Sie die Gleichungen nicht kennen, die beschreiben, wie sich die verschiedenen Parameter aufeinander auswirken, können Sie keine Vorhersage treffen. CAD funktioniert für Wärme- und Flüssigkeitsströme, da alle Beziehungen (dh Gleichungen) bekannt und in das Modell eingebaut sind.

Es ist möglich, ein theoretisches Modell der Eigenschaften von Schüttgütern zu erstellen, aber dies ist äußerst schwierig. Die Eigenschaften einer Legierung sind normalerweise nicht das gewichtete Mittel der Eigenschaften ihrer Bestandteile. Eigenschaften wie der Widerstand hängen oft von strukturellen Merkmalen wie Versetzungen im Kristall ab. Wenn sich die relative Anzahl der Atome ändert, kann sich auch die Struktur des Materials ändern, was zu anderen als den erwarteten Eigenschaften führt. Die Struktur kann sich auch je nach Herstellungsart des Materials unterscheiden.

Danke schön. Gibt es Situationen, in denen die Eigenschaften einer Legierung der gewichtete Durchschnitt der Eigenschaften ihrer Bestandteile sind und dies der Aussage entspricht, dass "Eigenschaften unabhängig von der inneren Struktur des Materials sind". Können lineare Änderungen der Mengenanteile der Bestandteile des Materials nichtlineare Änderungen der Eigenschaften wie des spezifischen Widerstands hervorrufen? Gibt es gute Beispiele, bei denen das Hinzufügen von etwas Material die Eigenschaften des Mediums drastisch verändern würde?
Du stellst viele zusätzliche Fragen. Das Q&A-Format eignet sich für Einzelfragen, die in höchstens wenigen Absätzen beantwortet werden können. Wenn Sie über ein ganzes Thema lernen möchten, müssen Sie ein Buch zu diesem Thema lesen. Ich bin kein Metallurge, also weiß ich nicht, was ich empfehlen soll. Die Antworten für Legierungen sind schwierig genug. Die Frage nach „anderen künstlichen Materialien“ ist eine viel zu weit gefasste und schwierige Frage.