เมื่อเหล็กกล้า อะลูมิเนียม และโลหะหรือโลหะผสมอื่นๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายผ่านกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การตัดเฉือน การรีด และการตีขึ้นรูป โครงสร้างระดับนาโนของพวกมันจะผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก กระบวนการผลิตที่เร็วมากทำให้ยากต่อการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เนื่องจากความเร็วที่แท้จริงและขนาดที่เล็กซึ่งเกิดขึ้น แต่นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์
ในสหรัฐอเมริกา
ได้ประสบความสำเร็จในการทำสิ่งนั้นแล้ว โดยตรึงสิ่งที่ เกิดขึ้นเมื่อเม็ดคริสตัลก่อตัวขึ้นในโลหะภายใต้การเสียรูปที่รุนแรงในระดับนาโน งานของพวกเขาสามารถช่วยในการพัฒนาโครงสร้างโลหะด้วยคุณสมบัติที่ดีขึ้น เช่น ความแข็งและความเหนียวโดยทั่วไป ยิ่งเม็ดคริสตัลเหล่านี้มีขนาดเล็กเท่าไร
โลหะก็จะยิ่งแข็งแกร่งและแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น นักโลหะวิทยามักจะพยายามลดขนาดเกรนโดยวางโลหะไว้ใต้ความเครียด หนึ่งในเทคนิคหลักที่พวกเขาใช้ในการทำเช่นนี้คือการตกผลึกใหม่ ซึ่งโลหะจะถูกเปลี่ยนรูปด้วยความเครียดสูงและให้ความร้อนเพื่อผลิตผลึกที่ละเอียดขึ้น
ในกรณีที่รุนแรง กระบวนการนี้สามารถผลิตธัญพืชที่มีขนาดระดับนาโนได้“ไม่ใช่แค่ความอยากรู้อยากเห็นในห้องปฏิบัติการ”ทีมงานของ MIT ได้พิจารณาแล้วว่ากระบวนการขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร พวกเขาทำสิ่งนี้โดยใช้เลเซอร์ยิงอนุภาคขนาดเล็กของโลหะทองแดงลงบนโลหะด้วย
ความเร็วเหนือเสียง และสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคกระทบกับโลหะนั้น Schuh ชี้ให้เห็นว่าความเร็วสูงดังกล่าว “ไม่ใช่แค่ความอยากรู้อยากเห็นในห้องปฏิบัติการ” กับกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง การกัดผงโลหะพลังงานสูง และวิธีการเคลือบที่เรียกว่าการพ่นด้วยความเย็น
ล้วนเกิดขึ้นในอัตราที่ใกล้เคียงกัน“เราได้พยายามทำความเข้าใจกระบวนการตกผลึกซ้ำภายใต้อัตราที่สูงมาก” เขาอธิบาย “เนื่องจากอัตราที่สูงมาก จึงไม่มีใครสามารถขุดค้นและดูกระบวนการนั้นอย่างเป็นระบบมาก่อน”ในการทดลอง นักวิจัยได้เปลี่ยนแปลงความเร็วและความแรงของผลกระทบ
จากนั้นจึง
ศึกษาบริเวณที่ได้รับผลกระทบโดยใช้วิธีการทางกล้องจุลทรรศน์ระดับนาโนขั้นสูง เช่น การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนแบบกระจายกลับ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านแบบส่องกราด วิธีการนี้ทำให้พวกเขาวิเคราะห์ผลกระทบของระดับความเครียดที่เพิ่มขึ้นพวกเขาพบว่าผลกระทบทำให้โครงสร้าง
ของโลหะดีขึ้นอย่างมาก ทำให้เกิดเม็ดคริสตัลที่มีขนาดเพียงนาโนเมตร พวกเขายังสังเกตกระบวนการตกผลึกใหม่ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจาก “นาโนวินนิ่ง” ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีในโลหะที่เรียกว่า การจับคู่ ซึ่งข้อบกพร่องเฉพาะจะก่อตัวขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของโครงสร้างผลึกพลิกทิศทาง
และเพื่อนร่วมงานสังเกตว่ายิ่งอัตราผลกระทบสูงเท่าไร สิ่งนี้นำไปสู่ธัญพืชที่เล็กลงเรื่อย ๆ เมื่อ “ฝาแฝด” ระดับนาโนแตกตัวเป็นผลึกคริสตัลใหม่ กระบวนการนี้สามารถเพิ่มความแข็งแรงของโลหะได้ประมาณ 10 เท่า ซึ่งอธิบายว่าเป็นสิ่งที่ไม่สำคัญ ความเข้าใจกลไกที่ดีขึ้น อธิบายผลลัพธ์ของทีมว่าเป็นส่วนขยาย
ของเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าการชุบแข็งที่มาจากการทุบด้วยค้อนในการตีขึ้นรูปโลหะธรรมดา “เอฟเฟกต์ของเราเป็นปรากฏการณ์แบบไฮเปอร์ฟอร์จ” เขากล่าว แม้ว่าผลลัพธ์จะสมเหตุสมผลในบริบทนั้น บอกว่าอาจนำไปสู่ความเข้าใจทางกลไกที่ดีขึ้นว่าโครงสร้างโลหะก่อตัวอย่างไร
การค้นพบใหม่
นี้สามารถนำไปใช้โดยตรงกับการผลิตโลหะในโลกแห่งความเป็นจริงได้ทันที “กราฟที่ได้จากงานทดลองควรจะนำไปใช้ได้โดยทั่วไป” เขากล่าว “มันไม่ใช่แค่เส้นสมมุติ”ในการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในนักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจวิวัฒนาการของโครงสร้างของโลหะระหว่างการกระแทก
เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะศึกษาลักษณะอื่นๆ เช่น อุณหภูมิรอบๆ จุดปะทะมีวิวัฒนาการอย่างไร พวกเขากล่าว “เรากำลังดำเนินงานในทิศทางนี้” Schuh เผยทำให้วิศวกรออกแบบเงื่อนไขการประมวลผลเพื่อควบคุมโครงสร้างเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น “โครงสร้างระดับนาโนที่มีขนาดเล็กมากที่เราสังเกตเห็นในงาน
ข้อดีของการเผาไหม้ด้วยแรงผลักดันจากกฎระเบียบด้านการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้นในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา ระบบหัวฉีดเชื้อเพลิงได้เข้ามาแทนที่คาร์บูเรเตอร์ในยานพาหนะบนท้องถนนส่วนใหญ่ กุญแจสำคัญในการทำงานคือทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกขนาดเล็ก ซึ่งเปิดและปิดวาล์ว
เพื่อให้เชื้อเพลิงในปริมาณที่แม่นยำเข้าสู่กระบอกสูบของเครื่องยนต์ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์แบบเก่า ระบบหัวฉีดเชื้อเพลิงเหล่านี้ช่วยให้รถยนต์สมัยใหม่สามารถวิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก และใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่ามากสำหรับกำลังขับที่เท่ากัน
อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตไม่สามารถใช้ทรานสดิวเซอร์แบบแซนวิชที่พบในเซ็นเซอร์จอดรถอัลตราซาวนด์แบบธรรมดาได้: พวกเขาไม่สามารถสร้างการกระจัดในอากาศได้มากกว่า 0.01 μmและไม่สามารถทำงานกับเชื้อเพลิงเหลว ซึ่งบีบอัดได้ยากกว่าอากาศมาก แต่ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก
กำลังสูงส่วนใหญ่ในระบบหัวฉีดเชื้อเพลิงจะใช้ทรานสดิวเซอร์ ซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เพื่อช่วยกองทัพเรือฝรั่งเศสติดตามเรือดำน้ำของศัตรูด้วยการตรวจจับเสียงสะท้อนจากทรานสดิวเซอร์เอง แทนที่จะมีแผ่นเพียโซอิเล็กทริกเพียงแผ่นเดียวเช่นเดียว
กับเซ็นเซอร์จอดรถแบบอัลตราโซนิก ทรานสดิวเซอร์ สมัยใหม่จะใช้การเรียงซ้อนกันระหว่างแท่งโลหะสองแท่ง แผ่นตะกั่ว-เซอร์โคเนต-ไททาเนตมีความหนาประมาณ 5 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม. มีรูทรงกระบอกขนาด 10 มม. ตรงกลาง ซึ่งสกรูโลหะแบบเกลียวผ่านเข้าไปได้ สกรูยึดชุดประกอบเป็นหน่วยเชิงกลเดียว ซึ่งสั่นสะเทือนโดยการขยายและหดตัวตามความยาว (รูปที่ 2)
credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com
