Penyelidikan terkini profesor emeritus Institut Teknologi Florida Martin Glicksman mengenai logam dan bahan mempunyai implikasi kepada industri faundri, tetapi ia juga mempunyai hubungan peribadi yang mendalam dengan inspirasi dua rakan sekerja yang telah meninggal dunia.googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Kajian Gliksman "Surface Laplacian potensi termokimia antara muka: peranannya dalam pembentukan rejim fasa pepejal dan cecair" diterbitkan dalam edisi November jurnal bersama Springer Nature Microgravity.Penemuan ini boleh membawa kepada pemahaman yang lebih baik tentang pemejalan tuangan logam, membolehkan jurutera membina enjin tahan lama dan pesawat yang lebih kuat, dan memajukan pembuatan bahan tambahan.
"Apabila anda berfikir tentang keluli, aluminium, tembaga - semua bahan kejuruteraan penting, tuangan, kimpalan dan pengeluaran logam utama - ini adalah industri berbilion dolar yang mempunyai nilai masyarakat yang hebat," kata Glicksman."Anda akan faham bahawa kita bercakap tentang bahan, malah penambahbaikan kecil boleh menjadi berharga."
Sama seperti air membentuk kristal apabila ia membeku, sesuatu yang serupa berlaku apabila aloi logam cair menjadi pejal untuk membentuk tuangan.Penyelidikan Gliksman menunjukkan bahawa semasa pemejalan aloi logam, tegangan permukaan antara kristal dan cair, serta perubahan dalam kelengkungan kristal semasa ia tumbuh, menyebabkan fluks haba walaupun pada antara muka tetap.Kesimpulan asas ini pada asasnya berbeza daripada pemberat Stefan yang biasa digunakan dalam teori tuangan, di mana tenaga haba yang dipancarkan oleh kristal yang semakin meningkat adalah berkadar terus dengan kadar pertumbuhannya.
Gliksman menyedari bahawa kelengkungan kristalit mencerminkan potensi kimianya: kelengkungan cembung merendahkan sedikit takat lebur, manakala kelengkungan cekung menaikkan sedikit.Ini terkenal dalam termodinamik.Apa yang baru dan sudah terbukti ialah kecerunan kelengkungan ini menyebabkan fluks haba tambahan semasa pemejalan, yang tidak diambil kira dalam teori tuangan tradisional.Di samping itu, aliran haba ini adalah "deterministik" dan bukan rawak, seperti bunyi rawak, yang pada dasarnya boleh dikawal dengan jayanya semasa proses pemutus untuk mengubah struktur mikro aloi dan memperbaiki sifat.
"Apabila anda mempunyai struktur mikro kristal kompleks yang membeku, terdapat fluks haba yang disebabkan oleh kelengkungan yang boleh dikawal," kata Gliksman."Jika dikawal oleh bahan tambahan kimia atau kesan fizikal seperti tekanan atau medan magnet yang kuat, fluks haba dalam tuangan aloi sebenar ini boleh memperbaiki struktur mikro dan akhirnya mengawal aloi tuang, struktur dikimpal dan juga bahan bercetak 3D."
Di samping nilai saintifiknya, kajian itu sangat penting secara peribadi kepada Glixman, terima kasih sebahagian besarnya kepada sokongan yang membantu daripada rakan sekerja yang lewat.Seorang rakan sekerja itu ialah Paul Steen, profesor mekanik bendalir di Universiti Cornell, yang meninggal dunia tahun lepas.Beberapa tahun yang lalu, Steen membantu Glicksman dalam penyelidikannya tentang bahan dalam mikrograviti menggunakan mekanik bendalir ulang-alik dan penyelidikan bahan.Springer Nature mendedikasikan edisi November Microgravity kepada Steen dan menghubungi Gliksman untuk menulis artikel saintifik mengenai kajian itu sebagai penghormatan kepadanya.
“Itu mendorong saya untuk menyusun sesuatu yang menarik yang amat dihargai oleh Paul.Sudah tentu, ramai pembaca artikel penyelidikan ini juga berminat dengan bidang yang disumbangkan oleh Paul, iaitu termodinamik antara muka, "kata Gliksman.
Seorang lagi rakan sekerja yang memberi inspirasi kepada Gliksman untuk menulis artikel itu ialah Semyon Koksal, profesor matematik, ketua jabatan dan naib presiden hal ehwal akademik di Florida Institute of Technology, yang meninggal dunia pada Mac 2020. Gliksman menyifatkan dia sebagai seorang yang baik hati, bijak dan menggembirakan. untuk bercakap dengannya, dengan menyatakan bahawa dia membantunya menggunakan pengetahuan matematiknya dalam penyelidikannya.
“Saya dan dia kawan baik dan dia sangat berminat dengan kerja saya.Semyon membantu saya apabila saya merumuskan persamaan pembezaan untuk menerangkan aliran haba yang disebabkan oleh kelengkungan, "kata Gliksman."Kami menghabiskan banyak masa membincangkan persamaan saya dan cara merumuskannya, batasannya, dll. Dia adalah satu-satunya orang yang saya rujuk dan dia sangat membantu dalam merumuskan teori matematik dan membantu saya menyelesaikannya dengan betul."
Maklumat lanjut: Martin E. Gliksman et al., Surface Laplacian potensi termokimia antara muka: peranannya dalam pembentukan mod pepejal-cecair, npj Microgravity (2021).DOI: 10.1038/s41526-021-00168-2
Jika anda mengalami kesilapan menaip, ketidaktepatan, atau ingin menyerahkan permintaan untuk mengedit kandungan halaman ini, sila gunakan borang ini.Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami.Untuk maklum balas umum, sila gunakan bahagian ulasan awam di bawah (silakan syor).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami.Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah mesej, kami tidak dapat menjamin respons individu.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel.Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain.Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam sebarang bentuk.
Dapatkan kemas kini mingguan dan/atau harian dalam peti masuk anda.Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan berkongsi data anda dengan pihak ketiga.
Laman web ini menggunakan kuki untuk memudahkan navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda, mengumpul data untuk memperibadikan iklan dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga.Dengan menggunakan laman web kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.