फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर एमेरिटस मार्टिन ग्लिक्समैन के धातुओं और सामग्रियों पर नवीनतम शोध का फाउंड्री उद्योग पर प्रभाव है, लेकिन इसका दो दिवंगत सहयोगियों की प्रेरणा से गहरा व्यक्तिगत संबंध भी है।googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
ग्लिक्समैन का अध्ययन "इंटरफेशियल थर्मोकेमिकल क्षमता का सतही लाप्लासियन: ठोस और तरल चरणों के शासन के निर्माण में इसकी भूमिका" संयुक्त पत्रिका स्प्रिंगर नेचर माइक्रोग्रैविटी के नवंबर अंक में प्रकाशित हुआ है।निष्कर्षों से धातु कास्टिंग के जमने की बेहतर समझ हो सकती है, जिससे इंजीनियरों को लंबे समय तक चलने वाले इंजन और मजबूत विमान बनाने और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग को आगे बढ़ाने में मदद मिलेगी।
ग्लिक्समैन ने कहा, "जब आप स्टील, एल्यूमीनियम, तांबे - सभी महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग सामग्री, कास्टिंग, वेल्डिंग और प्राथमिक धातु उत्पादन के बारे में सोचते हैं - ये महान सामाजिक मूल्य के अरबों डॉलर के उद्योग हैं।""आप समझेंगे कि हम सामग्रियों के बारे में बात कर रहे हैं, और छोटे सुधार भी मूल्यवान हो सकते हैं।"
जिस प्रकार पानी जमने पर क्रिस्टल बनता है, उसी प्रकार कुछ ऐसा ही होता है जब पिघली हुई धातु मिश्रधातुएँ ठोस होकर ढलाई बनाती हैं।ग्लिक्समैन के शोध से पता चलता है कि धातु मिश्र धातुओं के जमने के दौरान, क्रिस्टल और पिघल के बीच सतह तनाव, साथ ही क्रिस्टल के बढ़ने पर उसकी वक्रता में परिवर्तन, निश्चित इंटरफेस पर भी गर्मी प्रवाह का कारण बनता है।यह मौलिक निष्कर्ष आमतौर पर कास्टिंग के सिद्धांत में उपयोग किए जाने वाले स्टीफन वेट से मौलिक रूप से अलग है, जिसमें बढ़ते क्रिस्टल द्वारा उत्सर्जित तापीय ऊर्जा सीधे उसकी विकास दर के समानुपाती होती है।
ग्लिक्समैन ने देखा कि क्रिस्टलीय की वक्रता इसकी रासायनिक क्षमता को दर्शाती है: उत्तल वक्रता पिघलने बिंदु को थोड़ा कम करती है, जबकि अवतल वक्रता इसे थोड़ा बढ़ा देती है।यह ऊष्मागतिकी में सर्वविदित है।जो नया है और पहले से ही सिद्ध है वह यह है कि यह वक्रता प्रवणता जमने के दौरान अतिरिक्त ताप प्रवाह का कारण बनती है, जिसे कास्टिंग के पारंपरिक सिद्धांत में ध्यान में नहीं रखा गया था।इसके अलावा, ये ऊष्मा प्रवाह "नियतात्मक" होते हैं और यादृच्छिक शोर की तरह यादृच्छिक नहीं होते हैं, जिन्हें सिद्धांत रूप से मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना को बदलने और गुणों में सुधार करने के लिए कास्टिंग प्रक्रिया के दौरान सफलतापूर्वक नियंत्रित किया जा सकता है।
ग्लिक्समैन ने कहा, "जब आपके पास जटिल क्रिस्टलीय माइक्रोस्ट्रक्चर जमे हुए होते हैं, तो वक्रता-प्रेरित गर्मी प्रवाह होता है जिसे नियंत्रित किया जा सकता है।""यदि रासायनिक योजक या दबाव या मजबूत चुंबकीय क्षेत्र जैसे भौतिक प्रभावों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, तो वास्तविक मिश्र धातु कास्टिंग में ये गर्मी प्रवाह माइक्रोस्ट्रक्चर में सुधार कर सकते हैं और अंततः कास्ट मिश्र धातु, वेल्डेड संरचनाओं और यहां तक ​​​​कि 3 डी मुद्रित सामग्री को नियंत्रित कर सकते हैं।"
अपने वैज्ञानिक मूल्य के अलावा, यह अध्ययन ग्लिक्समैन के लिए व्यक्तिगत रूप से बहुत महत्वपूर्ण था, इसके लिए काफी हद तक एक दिवंगत सहकर्मी के सहायक समर्थन को धन्यवाद।ऐसे ही एक सहकर्मी कॉर्नेल विश्वविद्यालय में द्रव यांत्रिकी के प्रोफेसर पॉल स्टीन थे, जिनकी पिछले साल मृत्यु हो गई थी।कुछ साल पहले, स्टीन ने अंतरिक्ष शटल द्रव यांत्रिकी और सामग्री अनुसंधान का उपयोग करके माइक्रोग्रैविटी में सामग्री पर अपने शोध में ग्लिक्समैन की मदद की थी।स्प्रिंगर नेचर ने माइक्रोग्रैविटी का नवंबर अंक स्टीन को समर्पित किया और उनके सम्मान में अध्ययन के बारे में एक वैज्ञानिक लेख लिखने के लिए ग्लिक्समैन से संपर्क किया।
“उसने मुझे कुछ दिलचस्प चीज़ एक साथ रखने के लिए प्रेरित किया जिसकी पॉल विशेष रूप से सराहना करेगा।बेशक, इस शोध लेख के कई पाठक उस क्षेत्र में भी रुचि रखते हैं जिसमें पॉल ने योगदान दिया है, अर्थात् इंटरफ़ेस थर्मोडायनामिक्स, ”ग्लिक्समैन ने कहा।
एक अन्य सहकर्मी जिसने ग्लिक्समैन को लेख लिखने के लिए प्रेरित किया, वह फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में गणित के प्रोफेसर, विभाग प्रमुख और अकादमिक मामलों के उपाध्यक्ष सेम्योन कोक्सल थे, जिनकी मार्च 2020 में मृत्यु हो गई। ग्लिक्समैन ने उन्हें एक दयालु, बुद्धिमान व्यक्ति के रूप में वर्णित किया जो एक खुशी थी बात करने के लिए, यह देखते हुए कि उसने अपने गणितीय ज्ञान को अपने शोध में लागू करने में उसकी मदद की।
“वह और मैं अच्छे दोस्त थे और उसे मेरे काम में बहुत दिलचस्पी थी।ग्लिक्समैन ने कहा, "जब मैंने वक्रता के कारण होने वाले ताप प्रवाह को समझाने के लिए अंतर समीकरण तैयार किए तो सेम्यॉन ने मेरी मदद की।""हमने अपने समीकरणों और उन्हें बनाने के तरीके, उनकी सीमाओं आदि पर चर्चा करने में बहुत समय बिताया। वह एकमात्र व्यक्ति थीं जिनसे मैंने परामर्श किया था और वह गणितीय सिद्धांत तैयार करने और उसे सही करने में मेरी मदद करने में बहुत मददगार थीं।"
अधिक जानकारी: मार्टिन ई. ग्लिक्समैन एट अल., इंटरफेशियल थर्मोकेमिकल क्षमता का सरफेस लैप्लासियन: ठोस-तरल मोड के निर्माण में इसकी भूमिका, एनपीजे माइक्रोग्रैविटी (2021)।डीओआई: 10.1038/एस41526-021-00168-2
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