Un proceso de unión de materiales de siglos de antigüedad se está probando a bordo de la Estación Espacial Internacional en un experimento que podría allanar el camino para una mayor investigación de materiales de este tipo a bordo del laboratorio en órbita. La sinterización es el proceso de calentar diferentes materiales para comprimir sus partículas juntas.
"En el espacio, las reglas de sinterización cambian", dijo Rand German, investigador principal de la investigación titulada Conjunto de cartuchos de muestra de la NASA: Efectos gravitacionales sobre la distorsión en la sinterización MSL SCA-GEDS-German. "La primera vez que alguien trata de hacerlosinterizando en un entorno gravitacional diferente más allá de la Tierra o incluso microgravedad, pueden sorprendernos. Simplemente no hay suficientes pruebas aún para decirnos cuál podría ser el resultado. En última instancia, tenemos que ser empíricos, intentarlo, ymira qué pasa."
Si las disparidades entre la sinterización en la Tierra y la sinterización en el espacio se pueden entender mejor a través de la experimentación continua, la técnica podría ser prometedora como una solución de fabricación en vuelo o convertirse en un camino confiable para juntar recursos in situ. Misiones a Marte ola Luna podría aprovechar este nuevo conocimiento de sinterización para reconstruir hábitats del suelo lunar o marciano, conocido como regolito. El regolito incluye sedimentos mixtos como rocas sueltas, polvo y tierra.
El proceso de sinterización se usa en una amplia variedad de artículos cotidianos que requieren uniones metálicas desde las partes metálicas de un reloj a un conjunto de aparatos ortopédicos o las bisagras de los anteojos. Un ejemplo familiar del proceso en acción es la unión que ocurre cuandola cerámica se cuece en un horno.
Este experimento se basa en la sinterización para estudiar el comportamiento de una nueva aleación en microgravedad.
"Después de la década de 1940, la sinterización realmente comenzó a despegar como un proceso de fabricación", dijo German. "Una vez que la industria automotriz lo adoptó, el campo experimentó un crecimiento fenomenal. Ahora queremos llevar la sinterización al espacio".
Los componentes para la investigación se entregaron a la estación espacial a bordo de SpaceX CRS-14 y se dispararon en el Horno de bajo gradiente del Laboratorio de Ciencia de Materiales MSL-LGF dentro del Rack One de Investigación de Ciencia de Materiales MSRR-1.
La investigación utiliza un proceso conocido como sinterización en fase líquida para probar el grado de distorsión en la sinterización causada por la microgravedad. Ligeramente diferente de la sinterización tradicional, la sinterización en fase líquida introduce materiales con un punto de fusión más bajo en la mezcla para unir partículas que de otro modo no se sinterizarían fácilmenteEl aditivo fundido acelera y mejora el proceso de unión. Los resultados pueden permitir a los científicos ajustar los cálculos futuros para crear enlaces más exitosos en la microgravedad.
"La sinterización ocurre a nivel atómico", dijo German. "El aumento de las temperaturas puede hacer que esos átomos se muevan, y la fase líquida para nuestra investigación ayuda con este transporte atómico. En la Tierra, tenemos estructuras muy estables donde las partículas son empujadasjuntos por gravedad, pero descubrimos en experimentos anteriores que sin la compresión de la gravedad, los componentes que se sinterizan pueden distorsionarse enormemente "
Inicialmente, los científicos del equipo alemán esperaban sinterizar una aleación de tungsteno, níquel y hierro, pero el equipo tuvo que ser creativo para acomodar una temperatura de 1210 C, el máximo permitido para el horno de bajo gradiente de la estación. ¿Su solución?nueva aleación. Si bien se basa en investigaciones anteriores sobre los puntos de fusión y las aplicaciones de sinterización del manganeso, la sustancia creada para esta investigación es una combinación novedosa de tungsteno, níquel, cobre y manganeso.
La aleación podría incluso tener usos para la sinterización de baja temperatura en la Tierra, donde este proceso de unión ha revolucionado y ampliado las opciones para la industria de fabricación aditiva. Si bien los efectos de la fuerza gravitacional de la Tierra son bien conocidos y definidos para la sinterización en el suelo, elLos resultados de la investigación aún podrían permitir mejoras en el proceso y nuevas ideas sobre la distorsión. Del mismo modo, la nueva aleación desarrollada por el equipo de German podría ser útil para una variedad de aplicaciones industriales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro Espacial Johnson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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