Последното изследване на почетния професор от Флоридския технологичен институт Мартин Гликсман върху металите и материалите има отражение върху леярската индустрия, но също така има дълбока лична връзка с вдъхновението на двама починали колеги.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Изследването на Gliksman „Повърхностен лапласиан на междинния термохимичен потенциал: неговата роля във формирането на режима на твърди и течни фази“ е публикувано в ноемврийския брой на съвместното списание Springer Nature Microgravity.Констатациите могат да доведат до по-добро разбиране на втвърдяването на метални отливки, позволявайки на инженерите да създават по-дълготрайни двигатели и по-здрави самолети, както и да усъвършенстват адитивното производство.
„Когато мислите за стомана, алуминий, мед – всички важни инженерни материали, леене, заваряване и производство на първичен метал – това са многомилиардни индустрии с голяма обществена стойност“, каза Гликсман.„Ще разберете, че говорим за материали и дори малките подобрения могат да бъдат ценни.“
Точно както водата образува кристали, когато замръзне, нещо подобно се случва, когато разтопените метални сплави се втвърдят, за да образуват отливки.Изследванията на Gliksman показват, че по време на втвърдяването на метални сплави повърхностното напрежение между кристала и стопилката, както и промените в кривината на кристала, докато расте, причиняват топлинен поток дори при фиксирани интерфейси.Това фундаментално заключение е фундаментално различно от теглата на Стефан, които обикновено се използват в теорията на леенето, при която топлинната енергия, излъчвана от растящ кристал, е право пропорционална на скоростта му на растеж.
Гликсман забеляза, че кривината на кристалита отразява неговия химически потенциал: изпъкналата кривина леко понижава точката на топене, докато вдлъбнатата кривина леко я повишава.Това е добре известно в термодинамиката.Новото и вече доказано е, че този градиент на кривина предизвиква допълнителен топлинен поток по време на втвърдяването, което не е взето предвид в традиционната теория на леенето.В допълнение, тези топлинни потоци са „детерминирани“, а не произволни, като случаен шум, който по принцип може да бъде успешно контролиран по време на процеса на леене, за да се промени микроструктурата на сплавта и да се подобрят свойствата.
„Когато имате замразени сложни кристални микроструктури, има топлинен поток, предизвикан от кривина, който може да се контролира“, каза Гликсман.„Ако се контролират от химически добавки или физически ефекти като налягане или силни магнитни полета, тези топлинни потоци в отливките от реални сплави могат да подобрят микроструктурата и в крайна сметка да контролират отлети сплави, заварени конструкции и дори 3D отпечатани материали.“
В допълнение към научната си стойност, изследването беше от голямо лично значение за Glixman, благодарение до голяма степен на полезната подкрепа на покоен колега.Един такъв колега беше Пол Стийн, професор по механика на флуидите в университета Корнел, който почина миналата година.Преди няколко години Стийн помогна на Гликсман в изследванията му върху материали в микрогравитация, използвайки механика на флуидите на космически совалки и изследване на материали.Springer Nature посвети ноемврийския брой на Microgravity на Steen и се свърза с Gliksman, за да напише научна статия за изследването в негова чест.
„Това ме накара да събера нещо интересно, което Пол би оценил особено.Разбира се, много читатели на тази изследователска статия също се интересуват от областта, в която Пол е допринесъл, а именно термодинамиката на интерфейса“, каза Гликсман.
Друг колега, който вдъхнови Гликсман да напише статията, беше Семьон Коксал, професор по математика, ръководител на отдел и вицепрезидент по академичните въпроси във Флоридския технологичен институт, който почина през март 2020 г. Гликсман я описа като мил, интелигентен човек, който доставяше удоволствие да разговаря, отбелязвайки, че тя му е помогнала да приложи математическите си знания в своите изследвания.
„С нея бяхме добри приятели и тя много се интересуваше от работата ми.Семьон ми помогна, когато формулирах диференциални уравнения, за да обясня топлинния поток, причинен от кривината“, каза Гликсман.„Прекарахме много време в обсъждане на моите уравнения и как да ги формулирам, техните ограничения и т.н. Тя беше единственият човек, с когото се консултирах, и тя беше много полезна при формулирането на математическата теория и ми помогна да я оправя правилно.“
Допълнителна информация: Martin E. Gliksman et al., Повърхностен лапласиан на междинния термохимичен потенциал: неговата роля при формирането на режима твърдо-течно, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Ако срещнете правописна грешка, неточност или искате да изпратите заявка за редактиране на съдържанието на тази страница, моля, използвайте този формуляр.За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт.За обща обратна връзка, моля, използвайте секцията за обществени коментари по-долу (моля, препоръки).
Вашата обратна връзка е много важна за нас.Въпреки това, поради обема на съобщенията, не можем да гарантираме индивидуални отговори.
Вашият имейл адрес се използва само за да уведоми получателите кой е изпратил имейла.Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за други цели.Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща.Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Този уебсайт използва бисквитки, за да улесни навигацията, да анализира използването от ваша страна на нашите услуги, да събира данни за персонализиране на реклами и да предоставя съдържание от трети страни.Използвайки нашия уебсайт, вие потвърждавате, че сте прочели и разбрали нашата Политика за поверителност и Условия за ползване.