Florida Teknoloji Enstitüsü'nden emekli profesör Martin Glicksman'ın metaller ve malzemeler üzerine yaptığı son araştırmasının döküm endüstrisine yönelik çıkarımları var ama aynı zamanda ölen iki meslektaşının ilhamıyla da derin bir kişisel bağlantısı var.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Gliksman'ın "Ara yüzey termokimyasal potansiyelinin Yüzey Laplacian'ı: katı ve sıvı fazlar rejiminin oluşumundaki rolü" adlı çalışması, Springer Nature Microgravity ortak dergisinin Kasım sayısında yayınlandı.Bulgular, metal dökümlerin katılaşmasının daha iyi anlaşılmasına yol açarak mühendislerin daha uzun ömürlü motorlar ve daha güçlü uçaklar üretmesine ve katmanlı üretimi ilerletmesine olanak sağlayabilir.
Glicksman, "Çelik, alüminyum, bakır, yani tüm önemli mühendislik malzemeleri, döküm, kaynak ve birincil metal üretimini düşündüğünüzde, bunlar büyük toplumsal değere sahip milyarlarca dolarlık endüstrilerdir" dedi."Malzemelerden bahsettiğimizi anlayacaksınız ve küçük iyileştirmeler bile değerli olabilir."
Suyun donduğunda kristal oluşturması gibi, erimiş metal alaşımları da katılaşıp dökümler oluşturduğunda da benzer bir şey olur.Gliksman'ın araştırması, metal alaşımlarının katılaşması sırasında kristal ile eriyik arasındaki yüzey geriliminin yanı sıra kristalin büyüdükçe eğriliğinde meydana gelen değişikliklerin sabit arayüzlerde bile bir ısı akışına neden olduğunu gösteriyor.Bu temel sonuç, büyüyen bir kristal tarafından yayılan termal enerjinin büyüme hızıyla doğru orantılı olduğu döküm teorisinde yaygın olarak kullanılan Stefan ağırlıklarından temel olarak farklıdır.
Gliksman, bir kristalitin eğriliğinin onun kimyasal potansiyelini yansıttığını fark etti: dışbükey bir eğrilik erime noktasını hafifçe düşürürken, içbükey bir eğrilik onu hafifçe yükseltir.Bu termodinamikte iyi bilinmektedir.Yeni ve zaten kanıtlanmış olan şey, bu eğrilik eğiminin katılaşma sırasında geleneksel döküm teorisinde dikkate alınmayan ek bir ısı akışına neden olmasıdır.Ek olarak, bu ısı akışları "deterministiktir" ve rastgele gürültü gibi rastgele değildir; prensip olarak döküm işlemi sırasında alaşımın mikro yapısını değiştirmek ve özellikleri geliştirmek için başarılı bir şekilde kontrol edilebilir.
Gliksman, "Karmaşık kristal mikroyapıları dondurduğunuzda, kontrol edilebilen eğriliğin neden olduğu ısı akışı vardır" dedi."Kimyasal katkı maddeleri veya basınç veya güçlü manyetik alanlar gibi fiziksel etkilerle kontrol edilirse, gerçek alaşımlı dökümlerdeki bu ısı akışları mikro yapıyı iyileştirebilir ve sonuçta döküm alaşımlarını, kaynaklı yapıları ve hatta 3D baskılı malzemeleri kontrol edebilir."
Bilimsel değerinin yanı sıra çalışma, büyük ölçüde merhum bir meslektaşının yardımsever desteği sayesinde Glixman için büyük bir kişisel öneme sahipti.Böyle bir meslektaşımız, Cornell Üniversitesi'nde akışkanlar mekaniği profesörü olan ve geçen yıl ölen Paul Steen'di.Birkaç yıl önce Steen, Glicksman'a uzay mekiği akışkanlar mekaniğini ve malzeme araştırmasını kullanarak mikro yerçekimindeki malzemeler üzerine yaptığı araştırmada yardımcı oldu.Springer Nature, Microgravity'nin Kasım sayısını Steen'e adadı ve onun onuruna çalışma hakkında bilimsel bir makale yazması için Gliksman ile temasa geçti.
"Bu beni Paul'ün özellikle takdir edeceği ilginç bir şeyi bir araya getirmeye yöneltti.Elbette bu araştırma makalesinin pek çok okuyucusu Paul'ün katkıda bulunduğu alanla, yani arayüz termodinamiğiyle de ilgileniyor" dedi Gliksman.
Gliksman'a makaleyi yazması için ilham veren bir diğer meslektaşı da Mart 2020'de ölen Florida Teknoloji Enstitüsü'nde matematik profesörü, bölüm başkanı ve akademik işlerden sorumlu başkan yardımcısı Semyon Köksal'dı. Gliksman, onu nazik, zeki ve keyif veren bir insan olarak tanımladı. matematiksel bilgisini araştırmasına uygulamasına yardım ettiğini belirterek konuştu.
“O ve ben iyi arkadaştık ve işimle çok ilgileniyordu.Eğriliğin neden olduğu ısı akışını açıklamak için diferansiyel denklemleri formüle ederken Semyon bana yardımcı oldu" dedi Gliksman."Denklemlerimi ve onları nasıl formüle edeceğimi, sınırlamalarını vb. tartışmak için çok zaman harcadık. Danıştığım tek kişi oydu ve matematik teorisini formüle etmede ve bunu doğru anlamamda bana çok yardımcı oldu."
Daha fazla bilgi: Martin E. Gliksman ve diğerleri, Arayüzey termokimyasal potansiyelinin Yüzey Laplace'ı: katı-sıvı modunun oluşumundaki rolü, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Bir yazım hatası veya yanlışlıkla karşılaşırsanız veya bu sayfanın içeriğini düzenlemek için bir istek göndermek isterseniz lütfen bu formu kullanın.Genel sorularınız için lütfen iletişim formumuzu kullanın.Genel geri bildirim için lütfen aşağıdaki genel yorum bölümünü kullanın (öneriler lütfen).
Görüşleriniz bizim için çok önemlidir.Ancak mesajların yoğunluğu nedeniyle bireysel yanıtları garanti edemiyoruz.
E-posta adresiniz yalnızca alıcıların e-postayı kimin gönderdiğini bilmesini sağlamak için kullanılır.Ne sizin adresiniz ne de alıcının adresi başka hiçbir amaçla kullanılmayacaktır.Girdiğiniz bilgiler e-postanızda görünecek ve Phys.org tarafından hiçbir şekilde saklanmayacaktır.
Haftalık ve/veya günlük güncellemeleri gelen kutunuza alın.İstediğiniz zaman aboneliğinizi iptal edebilirsiniz; verilerinizi asla üçüncü taraflarla paylaşmayacağız.
Bu web sitesi, gezinmeyi kolaylaştırmak, hizmetlerimizi kullanımınızı analiz etmek, reklamları kişiselleştirmek için veri toplamak ve üçüncü taraflardan içerik sağlamak için çerezleri kullanır.Web sitemizi kullanarak Gizlilik Politikamızı ve Kullanım Koşullarımızı okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz.