science >> Wetenschap >  >> Chemie

Afbeelding:Plastic sparrenbos

Krediet:SEBA-wetenschappelijk team en E-USOC

Deze afbeelding laat zien hoe een metaallegering eruit zou kunnen zien als deze stolt - met een transparant organisch mengsel als vervanging voor metalen. Vergelijkbaar met een 'sterrenregen', de sparachtige kristallisaties die ontstaan ​​tijdens het gieten van metaallegeringen worden dendrieten genoemd. Dendrieten kunnen cruciaal zijn voor de mix - de atomaire structuren kunnen een sterk en flexibel metaal vormen of een broos en zwak metaal veroorzaken.

Hoe materialen stollen vanuit hun gesmolten vorm kan door veel dingen worden beïnvloed. Is het je ooit opgevallen dat de ijsblokjes in je drankjes ondoorzichtig of perfect transparant kunnen zijn? Dit hangt af van factoren als het gebruikte water en de temperatuur van uw vriezer die van invloed zijn op de vorming en stolling van ijskristallen.

Deze variatie is hetzelfde voor metaallegeringen en kan de sterkte en andere eigenschappen van het uiteindelijke metaal ernstig aantasten. Een bout in een brug die onvolmaakt was gegoten, kon elk moment afbreken, onderstreept het belang van de metallurgie.

Inzicht in de fijnere details van hoe metalen worden gevormd, kan goedkoper, betere of zelfs nieuwe metaallegeringen te maken.

Experimenten met röntgenstralen stellen ons in staat om in het gietproces te kijken, maar idealiter zouden onderzoekers het proces onder normale verlichting moeten bekijken. Helaas, metalen zijn niet transparant.

Het Transparent Alloy-experiment zal organische materialen gebruiken die moleculaire kristallen vormen als vervanging voor metaal. Zorgvuldig gekozen om transparant te zijn, maar stollen als een metaal, deze mengsels bevinden zich nu op het internationale ruimtestation. Gehouden in een glazen wandpatroon, een mengsel van succinonitril, D-kamfer en neopentylglycol gaan door een miniatuur-transportbandoven om te smelten en te stollen. Het proces wordt gefilmd met een microscoop en vastgelegd op een harde schijf voor analyse later op aarde.

Waarom wordt dit uitgevoerd in de ruimte? Het elimineren van de zwaartekracht vereenvoudigt de vergelijking:op aarde kan het ervoor zorgen dat de vloeistof continu blijft roeren in plaats van de chemicaliën langzaam te laten diffunderen. Door dit experiment op het ruimtestation uit te voeren, kunnen onderzoekers zich concentreren op specifieke aspecten van het gietproces zonder tussenkomst van de zwaartekracht.