Floridos technologijos instituto profesoriaus emerito Martino Glicksmano naujausi metalų ir medžiagų tyrimai turi įtakos liejyklos pramonei, tačiau jie taip pat turi gilų asmeninį ryšį su dviejų mirusių kolegų įkvėpimu.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Gliksmano tyrimas „Sąsaurinio termocheminio potencialo paviršiaus laplakietis: jo vaidmuo formuojant kietųjų ir skystųjų fazių režimą“ paskelbtas jungtinio žurnalo Springer Nature Microgravity lapkričio mėnesio numeryje.Išvados galėtų padėti geriau suprasti metalo liejinių kietėjimą, o tai leistų inžinieriams sukurti ilgesnius variklius ir stipresnius orlaivius bei patobulinti priedų gamybą.
„Kai galvojate apie plieną, aliuminį, varį – visas svarbias inžinerines medžiagas, liejimą, suvirinimą ir pirminio metalo gamybą – tai kelių milijardų dolerių vertės pramonės šakos, turinčios didelę visuomeninę vertę“, – sakė Glicksmanas.„Suprasite, kad kalbame apie medžiagas, ir net nedideli patobulinimai gali būti vertingi.
Lygiai taip pat, kaip vanduo formuoja kristalus, kai jis užšąla, kažkas panašaus atsitinka, kai išlydytų metalų lydiniai kietėja ir susidaro liejiniai.Gliksmano tyrimai rodo, kad kietėjant metalų lydiniams, paviršiaus įtempimas tarp kristalo ir lydalo bei kristalo kreivumo pokyčiai jam augant sukelia šilumos srautą net fiksuotose sąsajose.Ši esminė išvada iš esmės skiriasi nuo liejimo teorijoje dažniausiai naudojamų Stefan svarmenų, kuriuose augančio kristalo skleidžiama šiluminė energija yra tiesiogiai proporcinga jo augimo greičiui.
Gliksmanas pastebėjo, kad kristalito kreivumas atspindi jo cheminį potencialą: išgaubtas kreivumas šiek tiek sumažina lydymosi temperatūrą, o įgaubtas - šiek tiek pakelia.Tai gerai žinoma termodinamikoje.Nauja ir jau įrodyta, kad šis kreivumo gradientas sukelia papildomą šilumos srautą kietėjimo metu, į kurį nebuvo atsižvelgta tradicinėje liejimo teorijoje.Be to, šie šilumos srautai yra „deterministiniai“, o ne atsitiktiniai, kaip atsitiktinis triukšmas, kurį iš esmės galima sėkmingai valdyti liejimo proceso metu, kad būtų pakeista lydinio mikrostruktūra ir pagerintos savybės.
„Kai turite užšalusias sudėtingas kristalines mikrostruktūras, yra kreivumo sukeltas šilumos srautas, kurį galima valdyti“, - sakė Gliksmanas.„Jei valdomi cheminių priedų arba fizinių poveikių, tokių kaip slėgis ar stiprūs magnetiniai laukai, šie šilumos srautai tikro lydinio liejiniuose gali pagerinti mikrostruktūrą ir galiausiai valdyti liejinius, suvirintas konstrukcijas ir net 3D spausdintas medžiagas.
Be mokslinės vertės, tyrimas buvo labai svarbus Glixmanui, daugiausia dėl velionio kolegos pagalbos.Vienas iš tokių kolegų buvo praėjusiais metais miręs Kornelio universiteto skysčių mechanikos profesorius Paulas Steenas.Prieš kelerius metus Steenas padėjo Glicksmanui tirti medžiagas mikrogravitacijoje, naudodamas erdvėlaivių skysčių mechaniką ir medžiagų tyrimus.„Springer Nature“ lapkričio mėnesio „Microgravity“ numerį skyrė Steenui ir susisiekė su Gliksmanu, kad parašytų mokslinį straipsnį apie tyrimą jo garbei.
„Tai paskatino mane sukurti kažką įdomaus, kurį Paulius ypač vertintų.Žinoma, daugelis šio tiriamojo straipsnio skaitytojų taip pat domisi sritimi, prie kurios prisidėjo Paulius, būtent sąsajos termodinamika“, – sakė Gliksmanas.
Kitas kolega, įkvėpęs Gliksmaną parašyti straipsnį, buvo Semjonas Koksalis, matematikos profesorius, Floridos technologijos instituto katedros vadovas ir akademinių reikalų viceprezidentas, kuris mirė 2020 m. kovo mėn. Gliksmanas apibūdino ją kaip malonų, protingą žmogų, kuriam buvo malonu. pasikalbėti, pažymėdama, kad ji padėjo jam pritaikyti matematines žinias atliekant tyrimus.
„Mes su ja buvome geri draugai ir ji labai domėjosi mano darbu.Semjonas man padėjo, kai suformulavau diferencialines lygtis, paaiškindamas šilumos srautą, kurį sukelia kreivumas“, - sakė Gliksmanas.„Daug laiko praleidome aptardami mano lygtis ir kaip jas suformuluoti, jų apribojimus ir pan. Ji buvo vienintelis žmogus, su kuriuo konsultavau, ir ji labai padėjo formuluodama matematinę teoriją ir padėjo man ją teisingai suprasti.
Daugiau informacijos: Martin E. Gliksman ir kt., Sąsavio termocheminio potencialo paviršiaus laplacianas: jo vaidmuo formuojant kietojo skysčio režimą, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Jei pastebėjote rašybos klaidą, netikslumą arba norite pateikti užklausą redaguoti šio puslapio turinį, naudokite šią formą.Jei turite bendrų klausimų, naudokite mūsų kontaktinę formą.Norėdami gauti bendrų atsiliepimų, naudokite toliau pateiktą viešųjų komentarų skiltį (prašome pateikti rekomendacijas).
Jūsų atsiliepimai mums labai svarbūs.Tačiau dėl pranešimų kiekio negalime garantuoti individualių atsakymų.
Jūsų el. pašto adresas naudojamas tik informuoti gavėjus, kas išsiuntė el. laišką.Nei jūsų adresas, nei gavėjo adresas nebus naudojami jokiais kitais tikslais.Informacija, kurią įvedėte, bus rodoma jūsų el. laiške ir Phys.org jos jokia forma nesaugos.
Gaukite savaitės ir (arba) dienos naujienas savo pašto dėžutėje.Galite bet kada atsisakyti prenumeratos ir mes niekada nesidalinsime jūsų duomenimis su trečiosiomis šalimis.
Šioje svetainėje naudojami slapukai, siekiant palengvinti naršymą, analizuoti jūsų naudojimąsi mūsų paslaugomis, rinkti duomenis skelbimams suasmeninti ir teikti turinį iš trečiųjų šalių.Naudodamiesi mūsų svetaine patvirtinate, kad perskaitėte ir supratote mūsų privatumo politiką ir naudojimo sąlygas.