Mohr, Markus and Dong, Y. and Bracker, G.P. and Hyers, Robert W. and Matson, Douglas and Zboray, R. and Domman, Alex and Neels, Antonia and Xiao, Xiao and Brillo, Jürgen and Frison, R. and Busch, R. and Novakovic, R. and Srirangam, P. and Fecht, H. J. (2023) Electromagnetic levitation containerless processing of metallic materials in microgravity: thermophysical properties. npj Microgravity, 34 (9), pp. 1-12. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41526-023-00281-4. ISSN 2373-8065.
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Official URL: https://www.nature.com/articles/s41526-023-00281-4
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/194934/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Electromagnetic levitation containerless processing of metallic materials in microgravity: thermophysical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 2 May 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | npj Microgravity | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41526-023-00281-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1-12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2373-8065 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Electromagnetic levitation Microgravity Liquid metallic materials Thermophysical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Materials Research and Microgravity (MuM) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Materials Physics in Space > Scientific Experiments MP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Brillo, Dr.rer.nat. Jürgen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 10 May 2023 08:19 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 19 Oct 2023 15:24 |
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