¿Es posible descubrir/analizar las propiedades de las aleaciones (u otros materiales hechos por el hombre) de forma puramente teórica?

Sé que es posible modelar la disipación de calor en un material con CAD. También es posible modelar el flujo de fluidos. Pero, ¿es posible, por ejemplo, modelar el comportamiento de Kanthal en diferentes circunstancias (campos magnéticos, temperaturas) teóricamente (mediante ecuaciones o mediante una aplicación CAD)?

Por ejemplo: la composición habitual del kenthal es hierro, cromo (20-30 %) y aluminio (4-7,5 %). Digamos que tiene el conjunto de propiedades Xp bajo las circunstancias Xc. ¿Hay alguna manera de, por ejemplo, predecir Xp en Xc para una aleación con más aluminio sin experimentación, es decir, teóricamente?

Uno puede analizar teóricamente muchas propiedades de los materiales; la parte difícil es realmente hacerlo bien.
¿Puedes ampliar este pensamiento? ¿Es posible aumentar la cantidad de un material en una aleación y calcular con precisión cómo cambiarían la resistividad, la disipación de calor y otras propiedades?

Respuestas (1)

Respuesta práctica: No.

Si no conoce las ecuaciones que describen cómo se afectan entre sí los distintos parámetros, no podrá hacer una predicción. CAD funciona para flujos de calor y fluidos porque todas las relaciones (es decir, ecuaciones) se conocen y están integradas en el modelo.

Es posible construir un modelo teórico de las propiedades del material a granel, pero esto es extremadamente difícil. Las propiedades de una aleación no suelen ser el promedio ponderado de las de sus constituyentes. Propiedades como la resistencia a menudo dependen de las características estructurales, como las dislocaciones en el cristal. A medida que cambia el número relativo de átomos, la estructura del material también puede cambiar, dando lugar a propiedades diferentes de las esperadas. La estructura también puede diferir dependiendo de cómo se fabricó el material.

Gracias. ¿Hay situaciones en las que las propiedades de una aleación SON el promedio ponderado de las de sus componentes y es equivalente a decir que "las propiedades son independientes de la estructura interna del material"? ¿Pueden los cambios lineales en las proporciones de las cantidades de los constituyentes del material producir cambios no lineales en propiedades como la resistividad? ¿Hay buenos ejemplos en los que agregar un poco de algún material cambiaría drásticamente las propiedades del medio?
Estás haciendo muchas preguntas adicionales. El formato de preguntas y respuestas es adecuado para preguntas individuales que pueden responderse en unos pocos párrafos como máximo. Si desea aprender sobre un tema completo, entonces necesita leer un libro sobre el tema. No soy metalúrgico, así que no sé qué recomendar. Las respuestas para las aleaciones son bastante difíciles. Preguntar sobre "otros materiales hechos por el hombre" es una pregunta demasiado amplia y difícil.