Um processo de ligação de materiais com séculos de idade está sendo testado a bordo da Estação Espacial Internacional em um experimento que pode abrir caminho para mais pesquisas de materiais desse tipo a bordo do laboratório em órbita. A sinterização é o processo de aquecimento de diferentes materiais para compactar suas partículas.

“No espaço, as regras de sinterização mudam, "disse Rand German, investigador principal da investigação intitulada NASA Sample Cartridge Assembly-Gravitational Effects on Distortion in Sintering (MSL SCA-GEDS-German). "A primeira vez que alguém tenta fazer sinterização em um ambiente gravitacional diferente além da Terra ou mesmo da microgravidade, eles podem ter uma surpresa. Simplesmente não há provas suficientes ainda para nos dizer qual poderia ser o resultado. Em última análise, temos que ser empíricos, De uma chance, e veja o que acontece. "

Se as disparidades entre sinterização na Terra e sinterização no espaço podem ser melhor compreendidas por meio de experimentação contínua, a técnica pode ser promissora como uma solução de manufatura em vôo ou se tornar um caminho confiável para reunir recursos in situ. As missões a Marte ou à Lua podem alavancar este novo conhecimento de sinterização para reunir habitats do solo lunar ou marciano, conhecido como regolito. Regolith inclui sedimentos mistos como rocha solta, pó, e solo.

O processo de sinterização é usado em uma ampla variedade de itens do dia-a-dia que requerem colagem de metal das peças de metal de um relógio a um conjunto de suportes ou dobradiças de óculos. Um exemplo conhecido do processo em ação é a colagem que ocorre quando a cerâmica é cozida em um forno.

Este experimento se baseia na sinterização para estudar o comportamento de uma nova liga na microgravidade.

"Depois da década de 1940, a sinterização realmente começou a decolar como um processo de fabricação, "disse o alemão." Assim que a indústria automotiva o adotou, o campo viu um crescimento fenomenal. Agora queremos levar a sinterização para o espaço. "

Os componentes para a investigação foram entregues à estação espacial a bordo do SpaceX CRS-14 e disparados no forno de baixo gradiente do Laboratório de Ciência de Materiais (MSL-LGF) dentro do Rack One de Pesquisa de Ciência de Materiais (MSRR-1).

A investigação usa um processo conhecido como sinterização em fase líquida para testar o grau de distorção na sinterização causada pela microgravidade. Um pouco diferente da sinterização tradicional, a sinterização em fase líquida introduz materiais com um ponto de fusão mais baixo na mistura para unir partículas que de outra forma não seriam facilmente sinterizadas. O aditivo derretido acelera e melhora o processo de colagem. Os resultados podem permitir que os cientistas ajustem cálculos futuros para criar ligações mais bem-sucedidas na microgravidade.

"A sinterização acontece no nível atômico, "disse o alemão." As temperaturas elevadas podem fazer com que esses átomos se movam, e a fase líquida para nossa investigação ajuda neste transporte atômico. Na terra, temos estruturas muito estáveis ​​onde as partículas são empurradas juntas pela gravidade, mas descobrimos em experimentos anteriores que sem a compressão da gravidade, os componentes que estão sendo sinterizados podem distorcer tremendamente. "

Inicialmente, os cientistas da equipe de German esperavam sinterizar um tungstênio, níquel, e liga de ferro, mas a equipe teve que ser criativa para acomodar uma temperatura de 1210 C - o máximo permitido para o forno de baixo gradiente da estação. Sua solução? Crie uma nova liga. Embora baseado em pesquisas anteriores sobre os pontos de fusão e aplicações de sinterização do manganês, a substância criada para esta investigação é uma nova combinação de tungstênio, níquel, cobre e manganês.

A liga poderia até ter usos para sinterização de baixa temperatura na Terra, onde este processo de colagem revolucionou e expandiu as opções para a indústria de manufatura de aditivos. Embora os efeitos da atração gravitacional da Terra sejam bem conhecidos e definidos para sinterização no solo, os resultados da investigação ainda podem permitir melhorias de processo e novos insights sobre distorção. Da mesma forma, a nova liga desenvolvida pela equipe de German pode ser útil para uma variedade de aplicações industriais.