Florida. Die neueste Forschung des emeritierten Professors Martin Glicksman zum Phänomen des krümmungsinduzierten Wärmestroms trägt dazu bei, dass Ingenieure langlebigere und robustere Metallgussteile herstellen können.
Glicksman stellte fest, dass „beim Erstarren komplizierter kristalliner Mikrostrukturen krümmungsinduzierte Wärmeströme auftreten, die vorteilhaft gesteuert werden könnten“. Dies sei beispielsweise mithilfe von chemischen Zusätzen oder physikalischen Effekten wie Druck oder starken Magnetfeldern realisierbar. Über ein Einwirken auf die Mikrostruktur eröffne sich die Möglichkeit, letztendlich die chemischen und mechanischen Eigenschaften von Gusslegierungen, Schweißkonstruktionen und sogar 3D-gedruckten Materialien zu optimieren.
„Das Gießen, Schweißen und die Produktion von Primärmetallen sind allesamt Multi-Milliarden-Dollar-Geschäfte von großer gesellschaftlicher Bedeutung, wenn man an Stahl, Aluminium und Kupfer denkt – alles wichtige technische Materialien“, sagte Glicksman. „Sie werden verstehen, dass wir über Materialien sprechen, für die selbst kleine Verbesserungen viel wert sind.“
Glicksmans Forschungsarbeit „Surface Laplaceian of interfacial thermochemical potential: its role in solid-liquid pattern formation“ wurde in der Novemberausgabe der Partnerzeitschrift Microgravity von Springer Nature veröffentlicht. Der Technologieexperte zeigt in seinem Aufsatz, dass der Wärmestrom beim Gießprozess von der Oberflächenspannung zwischen der Metallschmelze und den sich in der erstarrenden Legierung bildenden Kristallen beeinflusst wird. Bestimmend sei zudem die Krümmung von Kristallen während ihres Wachstums: Gradienten dieser Krümmung können zusätzliche Wärmeströme während der Erstarrung induzieren. Diese Entdeckung unterscheidet sich grundlegend vom üblicherweise verwendeten Modell des Schmelzprozesses, das auf dem Stefan-Problem basiert.
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