Najnovije istraživanje profesora emeritusa Martina Glicksmana s Floridskog instituta za tehnologiju o metalima i materijalima ima implikacije na ljevaoničku industriju, ali ima i duboku osobnu povezanost s inspiracijom dvojice preminulih kolega.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Gliksmanova studija “Površinski Laplacian međufaznog termokemijskog potencijala: njegova uloga u formiranju režima čvrste i tekuće faze” objavljena je u studenom izdanju zajedničkog časopisa Springer Nature Microgravity.Nalazi bi mogli dovesti do boljeg razumijevanja skrućivanja metalnih odljevaka, omogućujući inženjerima da izgrade dugotrajnije motore i jače letjelice, te da unaprijede aditivnu proizvodnju.
"Kada razmišljate o čeliku, aluminiju, bakru - svim važnim inženjerskim materijalima, lijevanju, zavarivanju i proizvodnji primarnog metala - to su industrije od više milijardi dolara velike društvene vrijednosti", rekao je Glicksman.“Razumjet ćete da govorimo o materijalima, a čak i mala poboljšanja mogu biti vrijedna.”
Baš kao što voda oblikuje kristale kada se smrzava, nešto slično se događa kada se rastopljene metalne legure skrućuju u obliku odljevaka.Gliksmanovo istraživanje pokazuje da tijekom skrućivanja metalnih legura, površinska napetost između kristala i taline, kao i promjene u zakrivljenosti kristala dok raste, uzrokuju toplinski tok čak i na fiksnim sučeljima.Ovaj temeljni zaključak bitno se razlikuje od Stefanovih utega koji se obično koriste u teoriji lijevanja, u kojima je toplinska energija koju emitira rastući kristal izravno proporcionalna njegovoj stopi rasta.
Gliksman je primijetio da zakrivljenost kristalita odražava njegov kemijski potencijal: konveksna zakrivljenost blago snižava talište, dok je konkavna zakrivljenost malo povisuje.Ovo je dobro poznato u termodinamici.Ono što je novo i već dokazano je da ovaj gradijent zakrivljenosti uzrokuje dodatni toplinski tok tijekom skrućivanja, što nije uzeto u obzir u tradicionalnoj teoriji lijevanja.Osim toga, ovi toplinski tokovi su "deterministički", a ne nasumični, poput nasumične buke, koja se u načelu može uspješno kontrolirati tijekom procesa lijevanja kako bi se promijenila mikrostruktura legure i poboljšala svojstva.
"Kada imate zamrznute složene kristalne mikrostrukture, postoji toplinski tok izazvan zakrivljenošću koji se može kontrolirati", rekao je Gliksman."Ako se kontroliraju kemijskim aditivima ili fizičkim učincima kao što su tlak ili jaka magnetska polja, ovi toplinski tokovi u stvarnim odljevcima legura mogu poboljšati mikrostrukturu i u konačnici kontrolirati lijevane legure, zavarene strukture, pa čak i 3D tiskane materijale."
Osim svoje znanstvene vrijednosti, studija je bila od velike osobne važnosti za Glixmana, velikim dijelom zahvaljujući korisnoj podršci pokojnog kolege.Jedan takav kolega bio je Paul Steen, profesor mehanike fluida na Sveučilištu Cornell, koji je umro prošle godine.Prije nekoliko godina, Steen je pomogao Glicksmanu u njegovom istraživanju materijala u mikrogravitaciji koristeći mehaniku fluida svemirskih brodova i istraživanje materijala.Springer Nature posvetio je izdanje časopisa Microgravity iz studenoga Steenu i kontaktirao Gliksmana da napiše znanstveni članak o studiji njemu u čast.
“To me potaknulo da sastavim nešto zanimljivo što bi Paul posebno cijenio.Naravno, mnoge čitatelje ovog istraživačkog članka također zanima područje kojem je Paul pridonio, naime termodinamika sučelja,” rekao je Gliksman.
Još jedan kolega koji je inspirirao Gliksmana da napiše članak bio je Semyon Koksal, profesor matematike, voditelj odjela i potpredsjednik za akademska pitanja na Institutu za tehnologiju Floride, koji je preminuo u ožujku 2020. Gliksman ju je opisao kao ljubaznu, inteligentnu osobu koja je bila zadovoljstvo razgovarati, napominjući da mu je pomogla primijeniti svoje matematičko znanje u istraživanju.
“Ona i ja smo bili dobri prijatelji i bila je jako zainteresirana za moj rad.Semyon mi je pomogao kada sam formulirao diferencijalne jednadžbe da objasnim protok topline uzrokovan zakrivljenošću,” rekao je Gliksman.“Proveli smo puno vremena razgovarajući o mojim jednadžbama i kako ih formulirati, njihovim ograničenjima itd. Ona je bila jedina osoba s kojom sam se konzultirao i bila mi je od velike pomoći u formuliranju matematičke teorije i pomogla mi da je ispravim.”
Dodatne informacije: Martin E. Gliksman et al., Površinski Laplacian međupovršinskog termokemijskog potencijala: njegova uloga u formiranju moda čvrsto-tekuće, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Ako naiđete na pravopisnu pogrešku, netočnost ili želite podnijeti zahtjev za uređivanje sadržaja ove stranice, upotrijebite ovaj obrazac.Za opća pitanja, molimo koristite naš kontakt obrazac.Za općenite povratne informacije upotrijebite odjeljak za javne komentare u nastavku (molim za preporuke).
Vaše povratne informacije su nam vrlo važne.Međutim, zbog količine poruka ne možemo jamčiti pojedinačne odgovore.
Vaša e-adresa koristi se samo da bi primatelji znali tko je poslao e-poštu.Ni vaša adresa ni adresa primatelja neće biti korištene u bilo koju drugu svrhu.Informacije koje ste unijeli pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohraniti ni u kojem obliku.
Primajte tjedne i/ili dnevne novosti u svoju pristiglu poštu.Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Ova web stranica koristi kolačiće za olakšavanje navigacije, analizu vaše upotrebe naših usluga, prikupljanje podataka za personalizaciju oglasa i pružanje sadržaja trećih strana.Korištenjem naše web stranice potvrđujete da ste pročitali i razumjeli našu Politiku privatnosti i Uvjete korištenja.