Científico, ingeniero y académico de materiales estadounidense.
W. Craig Carter es un científico de materiales estadounidense, profesor de la cátedra Toyota de Ciencia e Ingeniería de Materiales en el Instituto Tecnológico de Massachusetts . También es cofundador de la empresa 24M Technologies. [1]
Es especialista en el campo del modelado de propiedades y procesamiento de materiales a escala meso. Su investigación se centra en la termodinámica y la cinética de interfaces, simulaciones de evolución microestructural y predicciones de fractura y confiabilidad en materiales. También ha trabajado en materiales para baterías. [2]
Es miembro de MacVicar Fellow y ha recibido el premio Bose Teaching Award de la Escuela de Ingeniería del MIT. [3] También ha recibido el premio Wolfram Innovator Award. [4] Es miembro de la American Ceramic Society . [5]
Educación
Carter estudió ciencias de los materiales e ingeniería y obtuvo su licenciatura, maestría y doctorado en la Universidad de California, Berkeley en 1983, 1987 y 1989, respectivamente. Completó sus estudios de posdoctorado en ciencias de los materiales en el NIST en 1991. [3]
Carrera académica
Carter trabajó brevemente en el Rockwell International Science Center antes de trabajar como científico investigador en el NIST desde 1992 hasta 1998. Luego se unió al Instituto Tecnológico de Massachusetts como profesor asociado de Ciencia e Ingeniería de Materiales y fue ascendido a profesor en 2003. En 2010, Carter cofundó 24M Technologies Company. [1]
Investigación
Modelado a mesoescala de propiedades y procesamiento de materiales
Carter ha realizado investigaciones sobre teoría y modelado a escala meso de propiedades y procesamiento de materiales. Se centró en la termodinámica y la cinética de las interfaces y estudió desarrollos matemáticos relacionados con la evolución de superficies y problemas de equilibrio relacionados con la anisotropía de la energía superficial cristalina. [6]
También estudió simulaciones de evolución microestructural y analizó cálculos bidimensionales de crecimiento anisotrópico y engrosamiento para simular el desarrollo de la microestructura en materiales. [7] Estudió las aplicaciones del modelo de imagen digital y lo modificó para incluir energía de deformación elástica en interfaces sólido-fluido. [8] Fue coautor de un software de dominio público para modelar propiedades microestructurales a partir de imágenes experimentales. [9]
El modelo Kobayashi-Warren-Carter
Junto con James A Warren y Ryo Kobayashi, Carter desarrolló un modelo de campo de fase que incorpora la orientación cristalográfica como parámetro microestructural. [10]
El modelo se conoce como el modelo KWC.
Complexions: Estructuras de interfaz y transiciones
A mediados de la década de 2000, junto con Rowland Cannon y Ming Tang, introdujo un nuevo concepto de complexión de interfaz como descriptor de la estructura y la química local de un límite de grano. [11]
Las transiciones de complexión ocurren cuando la química y/o la estructura de un límite de grano cambian a una temperatura, presión o potencial químico críticos. Fue necesario construir una nueva base para tales transiciones para distinguirlas de las transiciones de fase , porque un límite de grano no puede considerarse una fase según la definición de Gibbs . y las transiciones de complexión son distintas de las transiciones de fase y no están limitadas por la regla de fases .
La idea original combinó la teoría de humectación crítica de Cahn [12] y el modelo KWC [13]
Ciencia de los materiales de las baterías
En sus investigaciones posteriores, Carter dirigió su atención a la ciencia de los materiales de las baterías y a la electroquímica y mecánica de las transiciones de fase y la fractura de los electrodos de las baterías. Estudió los compuestos de olivino [14] como facilitadores de materiales de electrodos positivos para baterías recargables de litio de alta potencia y analizó la brecha de miscibilidad en Li1-xFePO4 sin dopar. Observó la eliminación de la brecha por debajo de un punto crítico. [15]
Co-desarrolló una batería de flujo que utilizaba co-suspensiones de electrodos de estado sólido y partículas conductoras de electricidad. [16] Su investigación demostró la capacidad de velocidad rápida y mayor estabilidad de ciclo en celdas NaTi2(PO4)3/Na0.44MnO2. [17]
Otras actividades profesionales
Carter también ha diseñado software para crear formas y texturas. Colaboró con Neri Oxman del Media Lab del MIT en proyectos que incorporaban ciencia de los materiales, mitología y diseños naturales. [18] [19]
Los datos y algoritmos creados para el trabajo de Oxman están disponibles públicamente. [20]
Carter es el diseñador de ONE.MIT [21] , que es un mosaico que tiene más de 270.000 nombres de la comunidad del MIT grabados en una oblea de silicio de 6 pulgadas de diámetro.
Premios y honores
- 1990 – Premio Ross Coffin Purdy, Sociedad Americana de Cerámica [22]
- 1996 – Premio Robert Coble para jóvenes científicos, Sociedad Americana de Cerámica [23]
- 1999 – Miembro de la Sociedad Americana de Cerámica [24]
- 1999 – Tecnología del año, revista IndustryWeek
- 2005 – Premio RM Fulrath, Sociedad Americana de Cerámica
- 2008 – Premio Bose a la Excelencia en la Enseñanza, MIT [25]
- 2008 – Profesor distinguido MacVicar, MIT [25]
- 2012 – Innovador Wolfram del año, Wolfram Research [26]
- 2017 – Premio al educador destacado, Sociedad Estadounidense de Cerámica [27]
Bibliografía
Libros
Artículos seleccionados
- Cahn, JW, Carter, WC (1996). Formas cristalinas y equilibrios de fases: una base matemática común. Metallurgical and Materials Transactions a-Physical Metallurgy and Materials Science 27, 1431.
- Kobayashi, R., Warren, JA y Carter, WC (2000). Un modelo continuo de límites de grano. Physica D: Nonlinear Phenomena, 140(1-2), 141–150.
- Kobayashi, R. Warren, JA, Carter, WC (2000). Un modelo continuo de límites de grano. Physica D 140, 141.
- Tang, M., Carter, WC, Cannon, RM (2006). Transiciones de límites de grano en aleaciones binarias. Physical Review Letters, 97.
- Meethong, N., Huang, HYS, Carter, WC y Chiang, YM (2007). Brecha de miscibilidad de litio dependiente del tamaño en nanoescala Li1− x FePO4. Electrochemical and Solid State Letters, 10(5), A134.
- Dillon, SJ, Tang, M., Carter, WC y Harmer, MP (2007). Complexion: un nuevo concepto para la ingeniería cinética en la ciencia de los materiales. Acta Materialia, 55(18), 6208–6218.
- Meethong, N., Huang, HY, Speakman, SA, Carter, WC y Chiang, YM (2007). Acomodación de la tensión durante las transformaciones de fase en cátodos basados en olivino como criterio de selección de materiales para baterías recargables de alta potencia. Advanced Functional Materials, 17(7), 1115–1123.
- Woodford, WH, Chiang, YM, Carter, WC (2010). "Choque electroquímico" de electrodos de intercalación: un análisis de la mecánica de fracturas. Journal of the Electrochemical Society, 157, A1052.
- Duduta, M., Ho, B., Wood, VC, Limthongkul, P., Brunini, VE, Carter, WC y Chiang, YM (2011). Batería de flujo recargable de litio semisólida. Advanced Energy Materials, 1(4), 511–516.
Referencias
- ^ desde "W. Craig Carter".
- ^ "W. Craig Carter".
- ^ ab "Asamblea destacada: W. Craig Carter". Junio de 2015.
- ^ "Premio Innovador Wolfram".
- ^ "W. Craig Carter - ACerS".
- ^ Carter, WC; Roosen, AR; Cahn, JW; Taylor, JE (1995). "Evolución de la forma por difusión superficial y cinética limitada de adhesión superficial en superficies completamente facetadas". Acta Metallurgica et Materialia . 43 (12): 4309–4323. doi :10.1016/0956-7151(95)00134-H.
- ^ Roosen, Andrew R.; Carter, W. Craig (1998). "Simulaciones de evolución microestructural: crecimiento anisotrópico y engrosamiento". Physica A: Mecánica estadística y sus aplicaciones . 261 (1–2): 232–247. Bibcode :1998PhyA..261..232R. doi :10.1016/S0378-4371(98)00377-X.
- ^ Bullard, Jeffrey W.; Garboczi, Edward J.; Carter, W. Craig (1998). "Interacción de fuerzas impulsoras elásticas y capilares durante la evolución microestructural: aplicaciones de un modelo de imagen digital". Journal of Applied Physics . 83 (8): 4477–4486. Bibcode :1998JAP....83.4477B. doi :10.1063/1.367210.
- ^ Langer, SA; Fuller, ER; Carter, WC (2001). "OOF: un análisis de elementos finitos basado en imágenes de microestructuras de materiales". Computing in Science & Engineering . 3 (3): 15–23. doi :10.1109/5992.919261.
- ^ Langer, SA; Fuller, ER; Carter, WC (2000). "Un modelo continuo de límites de grano". Computing in Science & Engineering . 3 (3): 15–23. Bibcode :2001CSE.....3c..15L. doi :10.1109/5992.919261.
- ^ Tang, M; Cannon, RM; Carter, WC (2006). "Transiciones de límites de grano en aleaciones binarias". Physical Review Letters . 97 (75502): 075502. doi :10.1103/PhysRevLett.97.075502. PMID 17026243. S2CID 12345387.
- ^ Cahn, JW (1977). "Punto crítico de humectación". The Journal of Chemical Physics . 66 (8): 6208–6218. doi :10.1063/1.434402.
- ^ Dillon, Shen J.; Tang, Ming; Carter, W. Craig; Harmer, Martin P. (2007). "Complejidad: un nuevo concepto para la ingeniería cinética en la ciencia de los materiales". Acta Materialia . 55 (18): 6208–6218. Bibcode :2007AcMat..55.6208D. doi :10.1016/j.actamat.2007.07.029.
- ^ Meethong, N.; Huang, H.-YS; Speakman, SA; Carter, WC; Chiang, Y.-M. (2007). "Acomodación de la tensión durante las transformaciones de fase en cátodos basados en olivino como criterio de selección de materiales para baterías recargables de alta potencia". Materiales funcionales avanzados . 17 (7): 1115–1123. doi :10.1002/adfm.200600938. S2CID 93972425.
- ^ Meethong, Nonglak; Huang, Hsiao-Ying Shadow; Carter, W. Craig; Chiang, Yet-Ming (2007). "Brecha de miscibilidad de litio dependiente del tamaño en nanoescala Li1−xFePO4". Electrochemical and Solid-State Letters . 10 (5): A134. doi :10.1149/1.2710960.
- ^ Duduta, Mihai; Ho, Bryan; Wood, Vanessa C.; Limthongkul, Pimpa; Brunini, Victor E.; Carter, W. Craig; Chiang, Yet-Ming (2011). "Batería de flujo recargable de litio semisólida". Materiales de energía avanzada . 1 (4): 511–516. doi :10.1002/aenm.201100152. S2CID 97634258.
- ^ Li, Zheng; Young, David; Xiang, Kai; Carter, W. Craig; Chiang, Yet-Ming (2013). "Hacia baterías de iones de sodio acuosas de alta energía y alta potencia: el sistema NaTi2(PO4)3/Na0.44MnO2". Materiales de energía avanzada . 3 (3): 290–294. doi :10.1002/aenm.201200598. S2CID 98644870.
- ^ "Carter, el hijo de Craig".
- ^ ""Stalasso "- Experiencias de formación de estructuras prismáticas".
- ^ "Diseño, datos y algoritmos".
- ^ ""One.MIT" crea un monumento... en la escala más pequeña". 18 de marzo de 2019.
- ^ "Premio Ross Coffin Purdy" (PDF) .
- ^ "Premio Robert L. Coble para Jóvenes Académicos" (PDF) .
- ^ "Carter, el hijo de Craig".
- ^ ab "Premios de la facultad".
- ^ "Premios Wolfram Innovator 2012". 19 de noviembre de 2012.
- ^ "Consejo de Educación y Desarrollo Profesional" (PDF) .
