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Electromagnetic levitation containerless processing of metallic materials in microgravity: thermophysical properties

Mohr, Markus und Dong, Y. und Bracker, G.P. und Hyers, Robert W. und Matson, Douglas und Zboray, R. und Domman, Alex und Neels, Antonia und Xiao, Xiao und Brillo, Jürgen und Frison, R. und Busch, R. und Novakovic, R. und Srirangam, P. und Fecht, H. J. (2023) Electromagnetic levitation containerless processing of metallic materials in microgravity: thermophysical properties. npj Microgravity, 34 (9), Seiten 1-12. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41526-023-00281-4. ISSN 2373-8065.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41526-023-00281-4

Kurzfassung

Transitions from the liquid to the solid state of matter are omnipresent. They form a crucial step in the industrial solidification of metallic alloy melts and are greatly influenced by the thermophysical properties of the melt. Knowledge of the thermophysical properties of liquid metallic alloys is necessary in order to gain a tight control over the solidification pathway, and over the obtained material structure of the solid. Measurements of thermophysical properties on ground are often difficult, or even impossible, since liquids are strongly influenced by earth's gravity. Another problem is the reactivity of melts with container materials, especially at high temperature. Finally, deep undercooling, necessary to understand nucleus formation and equilibrium as well as nonequilibrium solidification, can only be achieved in a containerless environment. Containerless experiments in microgravity allow precise benchmark measurements of thermophysical properties. The electromagnetic levitator ISS-EML on the International Space Station (ISS) offers perfect conditions for such experiments. This way, data for process simulations is obtained, and a deeper understanding of nucleation, crystal growth, microstructural evolution, and other details of the transformation from liquid to solid can be gained. Here, we address the scientific questions in detail, show highlights of recent achievements, and give an outlook on future work.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194934/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Electromagnetic levitation containerless processing of metallic materials in microgravity: thermophysical properties
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mohr, Markusmarkus.mohr (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2395-7169NICHT SPEZIFIZIERT
Dong, Y.Uni UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bracker, G.P.University of Massachusetts, AmherstNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hyers, Robert W.University of Massachusetts, Amherst MA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matson, DouglasTufts UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zboray, R.EmpaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Domman, AlexEmpaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Neels, AntoniaEmpaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xiao, XiaoXiao.Xiao (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brillo, JürgenJuergen.Brillo (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frison, R.EmpaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Busch, R.Materials Science and Engineering Department, Saarland University, Campus C63, 66123 Saarbrücken, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Novakovic, R.IENI-CNR, Genova, ItalienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Srirangam, P.Warwick Manufacturing Group, University of Warwick, Conventry, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fecht, H. J.Universität UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Mai 2023
Erschienen in:npj Microgravity
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:34
DOI:10.1038/s41526-023-00281-4
Seitenbereich:Seiten 1-12
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2373-8065
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Electromagnetic levitation Microgravity Liquid metallic materials Thermophysical properties
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Brillo, Dr.rer.nat. Jürgen
Hinterlegt am:10 Mai 2023 08:19
Letzte Änderung:19 Okt 2023 15:24

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