En hundra år gammal materialbindningsprocess testas ombord på den internationella rymdstationen i ett experiment som kan bana väg för mer materialforskning av sitt slag ombord på det kretsande laboratoriet. Sintring är processen med att värma olika material för att komprimera sina partiklar.

"I rymden förändras sintringsreglerna, "sa Rand German, huvudutredare för undersökningen med titeln NASA Sample Cartridge Assembly-Gravitational Effects on Distortion in Sintering (MSL SCA-GEDS-German). "Första gången någon försöker sintra i en annan gravitationsmiljö bortom jorden eller till och med mikrogravitation, de kan ha en överraskning. Det finns inte tillräckligt med prövningar än för att berätta vad resultatet kan bli. I slutändan måste vi vara empiriska, ge det ett försök, och se vad som händer. "

Om skillnaderna mellan sintring på jorden och sintring i rymden bättre kan förstås genom fortsatt experiment, tekniken kan hålla löften som en flygningstillverkningslösning eller bli en pålitlig väg för att sätta ihop resurser på plats. Uppdrag till Mars eller månen kan utnyttja denna nya kunskap om sintring för att sammanföra livsmiljöer från mån- eller marsjorden, känd som regolit. Regolith inkluderar blandat sediment som löst berg, damm, och jord.

Sintringsprocessen används på en mängd olika vardagsartiklar som kräver metallbindning från klockans metalldelar till en uppsättning hängslen eller gångjärnen på glasögonen. Ett välkänt exempel på processen i aktion är bindningen som uppstår när keramik avfyras i en ugn.

Detta experiment bygger på sintring för att studera en ny legerings beteende i mikrogravitation.

"Efter 1940 -talet sintring började verkligen ta fart som en tillverkningsprocess, "sa tysken." När fordonsindustrin väl antog det, fältet såg fenomenal tillväxt. Nu vill vi ta sintring till rymden. "

Komponenter för undersökningen levererades till rymdstationen ombord på SpaceX CRS-14 och avfyrades i Material Science Laboratory Low Gradient Furnace (MSL-LGF) inom Materials Science Research Rack One (MSRR-1).

Undersökningen använder en process som kallas sintring av vätskefas för att testa graden av distorsion vid sintring orsakad av mikrogravitation. Lite annorlunda än traditionell sintring, sintring av vätskefas introducerar material med en lägre smältpunkt för blandningen för att binda partiklar som annars inte lätt sintras. Den smälta tillsatsen påskyndar och förbättrar bindningsprocessen. Resultaten kan göra det möjligt för forskare att justera framtida beräkningar för att skapa mer framgångsrika bindningar i mikrogravitation.

"Sintring sker på atomnivå, "sa tysken." Ökade temperaturer kan få dessa atomer att röra sig, och vätskefasen för vår undersökning hjälper till med denna atomtransport. På jorden, vi har mycket stabila strukturer där partiklar pressas samman av tyngdkraften, men vi fann i tidigare experiment att utan gravitationens kompression, komponenterna som sintras kan snedvrida enormt. "

Ursprungligen hoppades forskare i Tysklands team att sintra en volfram, nickel, och järnlegering, men laget var tvungen att bli kreativ för att rymma en temperatur på 1210 C - det högsta tillåtna för stationens låggradientugn. Deras lösning? Skapa en ny legering. Medan den är baserad på tidigare forskning om smältpunkter och sintringstillämpningar av mangan, ämnet som skapats för denna undersökning är en ny kombination av volfram, nickel, koppar och mangan.

Legeringen kan till och med ha användning för sintring av lägre temperatur tillbaka på jorden, där denna bindningsprocess har revolutionerat och utökat alternativen för den additiva tillverkningsindustrin. Även om effekterna av jordens dragkraft är välkända och definierade för sintring på marken, utredningens resultat kan fortfarande möjliggöra processförbättringar och nya insikter om snedvridning. Likaså, den nya legeringen som utvecklats av Tysklands team kan vara användbar för en mängd olika industriella applikationer.