Gewusst wie: Steuern, Thermit Pyrotechnik mit 3D-Druck


Thermites sind eine Klasse von Materialien für die Herstellung von pyrotechnischen Displays im Gymnasium Chemie Klassen blendend bekannt, und sie sind in allen Arten von realen Anwendungen benutzt. Aber diese Reaktionen sind sehr unberechenbar, eine Menge Energie alles wohl oder übel die Freigabe. Wissenschaftler am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben herausgefunden, wie 3D-Druck zu verwenden, um eine präzisere Kontrolle über solche Materialien beschreiben ihre Arbeit in einem neuen Papier in Advanced Materials.

"Die große Botschaft ist, zeigen wir 3D Druck kann verwendet werden, um das dynamische Verhalten von Werkstoffen, ändern" Hauptautor Kyle Sullivan in einer Erklärung sagte. "Es ist eine sehr vielversprechende vorwärts."

Im Jahre 1893 suchte ein deutscher Chemiker namens Hans Goldschmidt zurück nach Wegen, um sehr reinen Metallen zu machen. Das ist, als er fand, dass die Kombination, sagen, Eisenoxid und Aluminium führt zu stark lokalisierte Hitze (so genannte exotherme Reaktion) – drei Mal schärfer als geschmolzene Lava. Es ist besser bekannt als die Thermit-Reaktion, und Goldschmidt hielt das erste Patent im Jahre 1895 verliehen. Die populärwissenschaftliche Klasse Version des Experiments, die heute verwendeten Rampen es für mehr ins Auge fallenden Pyrotechnik:

Goldschmidt Entdeckung bewiesen besonders nützlich für die Gleise für die Straßenbahn in der Stadt Essen im Jahr 1899 zusammenschweißen. Es ist immer noch in thermischen Schweißen von Eisenbahnschienen, die Achse Rahmen der Lokomotiven in Situund Metall zu verfeinern, zu reparieren, da gibt es keine Notwendigkeit für eine Vielzahl von komplizierten schwere Ausrüstung verwendet. Nur konzentrieren, die intensive Hitze durch die Thermit-Reaktion auf welcher Stelle produziert, braucht Schweißen und voila!

Heutzutage gibt es eine ganze Klasse von reaktiven Verbundwerkstoffen, gefunden im Auto Airbags, Schleudersitze und Feuerwerk. Das US-Militär ist besonders daran interessiert, solche Materialien, da sie im Wesentlichen aus zwei nonexplosive Feststoffe zusammengesetzt, die nicht chemisch reagieren sind, bis sie "angeregt" in gewisser Weise sind — durch das Anzünden einer Sicherung, Verwaltung eines elektrischen Schlages, zappen sie mit einem Laser, oder nur unter Druck setzen. Dann erhalten Sie eine explosive Freisetzung von Energie. Also Waffen mit diesen Arten von Materialien – kleine Bomben oder Handgranaten, zum Beispiel – viel mehr Schaden zufügen. (Brandbomben mit Thermit gemacht waren beliebt bei den deutschen und alliierten Truppen während des zweiten Weltkriegs.)

In der Vergangenheit haben Wissenschaftler versucht, mehr Kontrolle über das Verhalten von Thermit ausüben, durch die chemische Formulierung ändern oder verwenden von kleineren Partikeln. Die LLNL-Forscher fanden heraus, dass sie viel mehr Kontrolle erreichen konnten, durch die Schaffung von reaktiver Material Architekturen (RMAs) von vorne, mit direkten Tinte schreiben.

Zuerst sie verwendet das 3D-Druckverfahren, um leitfähige Elektroden in eine besondere Geometrie organisiert zu machen, und dann beschichtet die Oberfläche mit einem Film besteht aus winzigen Thermit Nanopartikel. "Traditionelle Thermites sind zufällige Stoffgemischen," LLNL Materialwissenschaftler Eric Duoss in der Pressemitteilung sagte. Der Beschichtungsprozess lässt sie die genaue Mischung anpassen und verbrauchten aller Materialien bis hin zu den nanoskaligen.

Die LLNL-Forscher fanden heraus, dass sie die Energiefreisetzung viel besser kontrollieren konnten, nur durch eine Änderung der Geometrie der Mikro-Architektur. Sie experimentierten mit verschiedenen Architekturen – Wohnungen, Hürden und Kanäle – und wird als Nächstes testen Sie ihre Methode mit komplizierter Strukturen wie Gitter.

Referenz:

Sullivan, Kyle T. Et Al. (2015) "Controlling Material Reaktivität mit Architektur,"Advanced Materials. Online-16. Dezember 2015 veröffentlicht.

[Über Lawrence Livermore National Laboratory]

Bilder: Julie Russell/Eric Duoss, LLNL.

Verwandte Artikel

Gewusst wie: 25 tolle Karikaturen mit Ihren Kindern zu zeichnen!

Diesen Sommer wird in den Büchern als unsere Sommer Kunst eingehen. Mit beiden Kindern im wöchentlich Kunstkurse und Kreativität tropft aus ihre Bleistifte, zog meine Kinder ihren Weg durch mehr als vier (ja, vier!) Unmengen von Papier. Das ist 2.000 + Me...

Gewusst wie: nicht Ihre Augen mit einem Sektkorken Shoot Out

Es ist Silvester. Sie feiern! Die Uhr tickt gegen Mitternacht und mit jeder Spitze des Weinglases Ihre Vision und Motorsteuerung sind auf nicht vorhandene Jagdtechnik. Plötzlich ist jemand übergeben Sie eine Flasche Champagne. Es ist Zeit, 2012 toast! Sie...

Die Haifischflosse: Gewusst wie: Schrotflinte Ihr Bier mit Klasse

Bierdosen, sobald die Gefäße Mist Bier von Craft-Brauer bundesweit nur, vor kurzem angenommen haben. Es ist ein Bier kann Renaissance! Aber trotz der Anstieg der Popularität, Bierdosen sind nicht perfekt. Invertieren die Dose zu schnell und du wirst eine...

Gewusst wie: Le Marche, Italien, mit kleinem Budget zu tun

Stretching für rund 100 Meilen entlang der adriatischen Küste, mit Hügelstädtchen der Toskana und Umbrien, Rivalen ist Le Marche eine wunderschöne und günstige Region erkunden Wenn Le Marche scheint wie eine der unbekanntesten Gegenden Italiens, ist wahrs...

Gewusst wie: Spieltheorie verwenden, um mit Ihren Kindern zu verhandeln: Q&A

Experten und rücksichtslos Verhandlungsführer, die man sich vorstellen kann – einen Anwalt hart sprechen, einem hartgesottenen Arbeitgeber oder zurückhaltend Bauunternehmer – kann keine Kerze halten, um die zielstrebige Manöver eines Kindes wetteifern um...

Gewusst wie: verhindern, dass Facebook mit Ihren Browserverlauf

Anfang dieser Woche, Facebook angekündigt, dass es handele sich um alle dieser immer-so-Beleuchtung app und Website Daten sammelt um dienen uns mit mehr zielgerichteten anzeigen. Das heißt, ist Facebook immer bereit, den Browserverlauf zu verwenden, um We...

Gewusst wie: den Venus-Transit mit dem Fernglas beobachten

Am 5. Juni wird die Venus das Gesicht der Sonne überqueren. Wenn Sie in Nordamerika, Europa, Asien oder Ostafrika leben, werden Sie in der Lage, dieses historische himmlische Ereignis zu erleben, was mehr als ein Jahrhundert lang nicht wieder passieren wi...

Gewusst wie: statten Sie Ihr gesamtes Haus mit LED-Licht

Nun, Glühlampen den Weg der Dinosaurier gegangen haben und jeder in der Regel vereinbart hat, dass CFLs schrecklich sind, ist es schließlich den Anbruch des Zeitalters der LED. Und es gab keinen Mangel an Birne Entscheidungsträger verstärkt mit angeboten...

Gewusst wie: sprechen Sie mit Ihren Kindern über eine S-E-X-Skandal

Oh, Hallo. Ich komme ursprünglich aus Toronto. Haben Sie von Toronto? Es ist eine schöne Stadt, die Sie, total besuchen sollten! Es gibt einige andere Dinge, die in The City of Toronto jetzt, die Sie auch gehört haben, zum Beispiel, oh ich weiß nicht – sa...

Gewusst wie: schreiben: Adam Foulds auf Beschreibung mit Bedeutung

Musst du eintauchen in die Welt, um es wahrheitsgemäß beschreiben. Wähle deine Worte genau und sie werden Ihre Handlung nach vorne treiben, sagt Adam Foulds Thread zu öffnen: Gewusst wie: schreiben Beschreibung ist eine Gewalttat. Ein Gemälde, sagte Picas...

Gewusst wie: verwenden Sie das Getriebe passen mit Ihrem Galaxy S5

Die Samsung Getriebe Fit ist ein Gerät, das scheint eine Smartwatch und ein Fitness-Tracker zu sein, und obwohl Sie es mit mehreren Samsung Geräten koppeln können, sagt das Unternehmen das optimale Erlebnis ist es mit dem Galaxy S5-Telefon zu benutze...

Gewusst wie: Tech mit deinen Eltern in fünf einfachen Schritten erklären

Die unglaubliche Frustration des Unterrichts Ihre Mama und Papa gewusst wie: Herstellen einer Wi-Fi kann Familie slanging Spiele führen. Aber keine Angst, wir sind hier um zu helfen... Leo Tolstoy berühmt schrieb: "alle glückliche Familien sind gleic...

Gewusst wie: erstellen eine starke Versorgung mit Muttermilch

Optimierung der stillen Ihr Körper wurde gemacht, um Ihr Baby zu ernähren. Während der Schwangerschaft bereiten Ihre Brüste Kolostrum mit der Annahme, dass Sie Ihr Neugeborenes Stillen werden. Nach der Geburt entwickelt sich diese frühen Milch nach und na...

Gewusst wie: Einrichten einer Remote-Desktops und Steuern Sie Ihren Computer von überall

Desktop-Computer sind nicht nur antiquiert Giganten ruhig in Ihrem Elternhaus verstauben. Sie bieten auch eine oft übersehene Verarbeitungsressource für mobile Benutzer und eine echte Alternative zu Cloud-basierten Speicher. Alles was Sie brauchen ist ein...