9 где используется киремика
Авиация и космонавтика
Ядерная и термоядерная физика
Черная металлургия
10 Керамика: от алхимии до ракетостроения
В свое время развернулась настоящая технологическая гонка между отечественными и зарубежными учеными, кто первым создаст материал для кромки воздухозаборника таких аппаратов. Ведь, чем выше скорость, тем выше нагрев на кромке воздухозаборника. Ученные России удалось создать такой материал, который устойчив к нагрузкам, возникающим при гиперзвуковых скоростях — выше 8-10 М. Сегодня стоит задача сделать еще более стойкий материал, чтобы существенно увеличить скорость полета. российские специалисты строят двигатели для самолета МС-21. Это линейка современных двигателей, чье создание не обходится без керамических и композиционных материалов. В целом тенденции в области разработок газотурбинных двигателей направлены на увеличение количества композиционных, в том числе и керамических материалов.
На сегодняшний день существует керамика специального назначения для атомных объектов. Здесь используются другие оксиды, бескислородные соединения и так далее.
В ракетно-космической технике и не только применяется специальная керамика. Это особая группа материалов, которая применяется при изготовлении элементов брони военной техники, сосудов для хранения радиоактивных отходов и элементов защиты головных частей ракет и узлов, которые подвергаются внешним тепловым воздействиям.
Если говорить о материалах, которые используются при изготовлении контейнеров для хранения радиоактивных отходов, то к ним в первую очередь предъявляются требования по способности поглощать нейтронное и γ-излучение. С таким воздействием отлично справляется керамика на основе оксидов и карбидов бора (В2О3 и В4С) в смеси с оксидами свинца РbО или химическими соединениями типа 2РbО · PbSO4.
В качестве броневой, используют керамику на основе карбида бора (В4С), диборида титана (TiВ), карбида кремния (SiC), оксида алюминия (Al2О3). Все эти материалы используют совместно с броневой сталью, или как ее альтернативу. В первую очередь, броневая керамика выгодно отличается от стали по удельному весу, модулю упругости (Е), твердости, температуре плавления и сохранению прочности при нагреве. Последнее свойство позволяет использовать этот материал для защиты от броневыжигающих снарядов. Сравнительные свойства керамики и броневой стали приведены в таблице.
11 Керамика особого назначения
В ракетно-космической технике также широко применяются керамические материалы. Чаще всего из них изготавливают детали для защиты от высоких температур. Для этого используются спеченные материалы на основе карбида и оксида кремния - SiC и Si02. Это позволяет защитить головные части ракет и космических кораблей от перегрева при пролете через плотные слои атмосферы. Изделия из такой керамики полностью обеспечивают предъявляемые к ним требования - высокая теплостойкость и прочность при низких значениях плотности, теплопроводности и коэффициента термического расширения
Материал обшивки головных частей ракет должен обладать малой теплопроводностью и плотностью, высокой теплостойкостью, минимальным коэффициентом температурного расширения. Техническая керамика является материалом, в наибольшей степени удовлетворяющим этим требованиям.
Малая плотность, высокие значения твердости, температуры плавления и модуля упругости являются важными свойствами керамических материалов, которые обеспечивают их применение в качестве брони.
Керамические материалы сохраняют прочность при высоких тепловых нагрузках, что позволяет использовать их в качестве материала для защиты от бронепрожигающих снарядов.
Высокие огнеупорность, жаропрочность и жаростойкость, низкая теплопроводность делают керамические материалы незаменимыми для изготовления огнеупоров, тепловых труб, футеровки высокотемпературных реакторов, теплообменников и теплозащиты.
Айзада
Достарыңызбен бөлісу: |