Katı bir parça metalin bir diğerinin üzerinde sıvı gibi davranarak helezon dönüşü, aşınma ve işlenmiş yüzeylerle ilgili çalışmalara yeni bir ışık tutmak üzere inceleniyor.
Mikroskop ve yüksek hızlı kamera ile yapılan çalışmada yükseklik, çöküntülerin ve girdap benzeri oluşumların meydana geldiği ve metal yüzeyinde çatlakların oluştuğu görülmüş. Deney oda sıcaklığında yapılmış ve kayma sonucu metal yüzeyini yumuşatacak derecede ısınma oluşmadığı belirlenmiş. Purdue Üniversitesi Endüstri Mühendisliği profesörlerinden Srinivasan Chandrasekar, ‘Normal olarak katılarla değil de sıvılarla ilişkili bir fenomenle karşı karşıyayız.
Birbiri üzerinde kayan yüzeylerde küçük metal parçalarının yüzeyden ayrıldığı biliniyor. Bunun için fazla miktarda sürtünme gerekiyor. Ancak katlanan yüzeyler söz konusu olduğunda yüzey çatlaklarının oluşumu için çok da fazla sürtünme çevrimi sağlanmasına gerek yok. Aşınma son derece seri şekilde sağlanabilir’ diyor. Rulmanlardan motor pistonlarına pek çok mekanik parça benzer şekilde kayarak çalışıyor.
Chandrasekar’ın söylediğine göre şimdi bu sıvı benzeri davranışın modellemesi yapılarak sonuçları detaylı şekilde anlaşılmaya çalışılacak. Bulgular metal işleme süreçlerinde daha iyi yüzeylerin elde edilmesi konusunda faydalı olabilir.
Araştırma ekibi, kama şeklinde bir çeliği düz bir bakır parça üzerinde kaydırarak, orta ölçekte kayan metallerin davranışını görüntülemiş. Gözlemler çelik üzerinde küçük yüksekliklerin oluştuğu, bunları girdap benzeri hareketlerin takip ettiği, sonra da sığ çatlakların oluştuğu şeklinde. Kıvrım ve çatlama, çelik parça, bakır yüzeyine sert bir açıyla tutulduğunda daha belirgin oluyor. Bu durumun da kısmen metalin çekme deneyine maruz bırakıldığında boyun vermesi benzeri bir fenomen olduğu hiptezi araştırmacılar arasında yaygın.
Araştırmada yüksek hızlı kamera ve kayan yüzeylere kuvvet uygulayan ekipmanlardan oluşan özel bir düzenek kullanılmış. Deney süreci kameraya çekilerek, akış, bakır numune üzerinde, renk kodlu katmanlarla görüntülenmiş.
Chandrasekar ile birlikte çalışan post doktora öğrencisi Yang Guo, araştırmacıların bu tarz bir deformasyonu doğrudan incelemek için uygun bir deney düzeneğinin daha önce olmadığını; daha önceki benzer araştırmalarda, deney bittikten sonra alınan fotograf görüntüleri kullanılırken, söz konusu araştırmada kullanılan düzeneğin, bu sıvı benzeri davranışı oluştuğu anda tam olarak görüntülemeye imkan verdiğini söylüyor.
Kristallerden oluşan metallerin yüzeyi kıvrım ve çatlak oluşumuna daha hassastır. Chandrasekar, kristal taneciklerin boyutunun bu oluşumda ne kadar etkili olduğunu araştırarak devam edeceklerini, belli bir tanecik boyutunun altında bu kıvrılmanın daha az aktif olabileceği ve metallerin hangi şartlar altında ve neden sıvı gibi davrandıklarının araştırılması gerektiğini söylüyor.
Amerika’da Ulusal Bilim Kurumu tarafından finanse edilen araştırmanın sonuçları 7 Eylül’de Physical Review Letters’da yayınlandı.
Adaptasyon: http://www.theengineer.co.uk/design-engineering/news/fluid-like-behaviour-of-sliding-metals-could-aid-durability/1013859.article