Ultimele cercetări ale profesorului emerit Martin Glicksman ale Institutului de Tehnologie din Florida privind metalele și materialele au implicații pentru industria turnătoriei, dar are și o legătură personală profundă cu inspirația a doi colegi decedați.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Studiul lui Gliksman „Laplacianul de suprafață al potențialului termochimic interfacial: rolul său în formarea regimului fazelor solide și lichide” este publicat în numărul din noiembrie al revistei comune Springer Nature Microgravity.Descoperirile ar putea duce la o mai bună înțelegere a solidificării pieselor turnate metalice, permițând inginerilor să construiască motoare de durată mai lungă și avioane mai puternice și să avanseze fabricarea aditivă.
„Când te gândești la oțel, aluminiu, cupru – toate materialele de inginerie importante, turnarea, sudarea și producția de metal primar – acestea sunt industrii de mai multe miliarde de dolari cu o mare valoare pentru societate”, a spus Glicksman.„Veți înțelege că vorbim despre materiale și chiar și mici îmbunătățiri pot fi valoroase.”
La fel cum apa formează cristale atunci când îngheață, ceva similar se întâmplă atunci când aliajele de metal topite se solidifică pentru a forma piese turnate.Cercetările lui Gliksman arată că în timpul solidificării aliajelor metalice, tensiunea superficială dintre cristal și topitură, precum și modificările curburii cristalului pe măsură ce acesta crește, provoacă un flux de căldură chiar și la interfețe fixe.Această concluzie fundamentală este fundamental diferită de greutățile Stefan utilizate în mod obișnuit în teoria turnării, în care energia termică emisă de un cristal în creștere este direct proporțională cu rata de creștere a acestuia.
Gliksman a observat că curbura unui cristalit reflectă potențialul său chimic: o curbură convexă scade ușor punctul de topire, în timp ce o curbură concavă îl ridică ușor.Acest lucru este bine cunoscut în termodinamică.Ceea ce este nou și deja dovedit este că acest gradient de curbură provoacă un flux suplimentar de căldură în timpul solidificării, care nu a fost luat în considerare în teoria tradițională a turnării.În plus, aceste fluxuri de căldură sunt „deterministe” și nu aleatorii, precum zgomotul aleator, care, în principiu, poate fi controlat cu succes în timpul procesului de turnare pentru a schimba microstructura aliajului și a îmbunătăți proprietățile.
„Când aveți microstructuri cristaline complexe înghețate, există un flux de căldură indus de curbură care poate fi controlat”, a spus Gliksman.„Dacă sunt controlate de aditivi chimici sau de efecte fizice, cum ar fi presiunea sau câmpurile magnetice puternice, aceste fluxuri de căldură din aliajele turnate reale pot îmbunătăți microstructura și, în cele din urmă, pot controla aliajele turnate, structurile sudate și chiar materialele imprimate 3D.”
Pe lângă valoarea sa științifică, studiul a avut o mare importanță personală pentru Glixman, mulțumită în mare parte sprijinului util al unui coleg întârziat.Un astfel de coleg a fost Paul Steen, profesor de mecanică a fluidelor la Universitatea Cornell, care a murit anul trecut.Cu câțiva ani în urmă, Steen l-a ajutat pe Glicksman în cercetările sale asupra materialelor în microgravitație folosind mecanica fluidelor și cercetarea materialelor navetei spațiale.Springer Nature a dedicat numărul din noiembrie a revistei Microgravity lui Steen și l-a contactat pe Gliksman pentru a scrie un articol științific despre studiu în onoarea sa.
„Asta m-a determinat să pun împreună ceva interesant pe care Paul l-ar aprecia în mod deosebit.Desigur, mulți cititori ai acestui articol de cercetare sunt, de asemenea, interesați de domeniul la care a contribuit Paul, și anume termodinamica interfeței”, a spus Gliksman.
Un alt coleg care l-a inspirat pe Gliksman să scrie articolul a fost Semyon Koksal, profesor de matematică, șef de departament și vicepreședinte pentru afaceri academice la Florida Institute of Technology, care a murit în martie 2020. Gliksman a descris-o ca fiind o persoană bună, inteligentă, care a fost o plăcere. cu care să vorbesc, observând că ea l-a ajutat să-și aplice cunoștințele matematice în cercetarea lui.
„Ea și cu mine eram prietene bune și era foarte interesată de munca mea.Semyon m-a ajutat când am formulat ecuații diferențiale pentru a explica fluxul de căldură cauzat de curbură”, a spus Gliksman.„Am petrecut mult timp discutând ecuațiile mele și cum să le formulez, limitele lor etc. Ea a fost singura persoană pe care am consultat-o ​​și a fost foarte utilă în formularea teoriei matematice și m-a ajutat să o fac corect.”
Informații suplimentare: Martin E. Gliksman și colab., Laplacian de suprafață al potențialului termochimic interfacial: rolul său în formarea modului solid-lichid, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, inexactitate sau dacă doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular.Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact.Pentru feedback general, vă rugăm să utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (recomandări vă rugăm).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi.Cu toate acestea, din cauza volumului de mesaje, nu putem garanta răspunsuri individuale.
Adresa dvs. de e-mail este folosită numai pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul.Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi folosite în niciun alt scop.Informațiile pe care le-ați introdus vor apărea în e-mailul dvs. și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primiți actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța dvs. de e-mail.Vă puteți dezabona în orice moment și nu vom împărtăși niciodată datele dumneavoastră cu terțe părți.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, pentru a analiza utilizarea serviciilor noastre, pentru a colecta date pentru a personaliza reclamele și pentru a oferi conținut de la terți.Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii de utilizare.