Материалтану
ҒАРЫШТЫҚ ТЕХНИКА МАТЕРИАЛДАРЫ
жүктеу/скачать 5,17 Mb.
|
ҒАРЫШТЫҚ ТЕХНИКА МАТЕРИАЛДАРЫҒА материалдарының негізгі түрлеріҒА материалдары мен жабдықтарына ғарыштық ортаның әсер ету процестерін неғұрлым егжей-тегжейлі талдауға көшпес бұрын, әртүрлі материалдардың айрықша ерекшеліктерін және оларды ҒА конструкциясының құрамында қолдану ерекшелігін қарастыру қажет. Мақсаты бойынша барлық материалдар әдетте екі топқа бөлінеді: құрылымдық және функционалды. Құрылымдық материалдар механикалық жүктемелерді қабылдайтын өнім элементтерін жасауға арналған. Мұндай элементтер өнімнің қажетті беріктігін және оның конфигурациясын жұмыс жағдайында сақтауды қамтамасыз етеді және оларға басқа элементтер мен түйіндерді орнатуға қызмет етеді, нәтижесінде оларды көбінесе тірек немесе құрылымдық күш элементтері деп атайды. Құрылымдық материалдар ретінде металдар, қорытпалар және әртүрлі композициялық материалдар жиі қолданылады, олар төменде толығырақ сипатталады. Белгілі бір физика-химиялық қасиеттері бар функционалды материалдардың көмегімен өнімдерге қажетті пайдалану сипаттамалары беріліп, әртүрлі техникалық және технологиялық міндеттер шешіледі. Функционалды материалдардың шеңбері өте кең. Оларға электр материалдары, микроэлектроника материалдары және сенсорлық технологиялар, оптикалық материалдар, қосылыстар мен герметиктер, бояулар мен лактар, құрылымдық материалдардың бетіне қолданылатын арнайы жабындар және т. б. Функционалды материалдардың әртүрлілігі-бұл «ақылды материалдар» (smart materials), олардың қасиеттерін жұмыс жағдайларының өзгеруіне сәйкес өзгертуге қабілетті. Мысалы, ақылды оптикалық материалдар жарықтандыруға байланысты мөлдірлігін өзгерте алады, ал сыртқы электрлік және магниттік өрістер өзгерген кезде электрлік материалдар өткізгіштік пен магниттік қасиеттерді өзгерте алады. Ақылды материалдардың көмегімен диагностика, бейімделу және басқару функциялары бар бүкіл зияткерлік жүйелерді құру түбегейлі мүмкін болады, соның арқасында сыртқы жағдайлар өзгерген кезде өнім сипаттамаларының сақталуы немесе бағдарламаланатын өзгеруі қамтамасыз етілуі мүмкін. Кейбір жағдайларда бірдей материалдарды құрылымдық және функционалды ретінде пайдалануға болатындығы анық. Сонымен қатар, белгілі бір қосымшалардағы кейбір ақылды материалдар құрылымдық болып көрінуі керек. Мысал ретінде ҒА антенналарын орналастыру үшін жады мен көбік қалыптарын қолдануға болады. ҒА корпустары мен жүк көтергіш фермаларын, сондай-ақ зымыран қозғалтқыштарының элементтерін дайындауға арналған конструкциялық материалдары ретінде жеңіл металдар (Al, Mg, Ti) және оларға негізделген қорытпалар қолданылады. Балқуы қиын металдар Nb, Ta, Mo, W, балқу температурасының мәні 2500–3400°C диапазонында жатыр және олардың қорытпалары өте жоғары температурада жұмыс істейтін бөлшектер мен түйіндерді, мысалы, зымыран қозғалтқыштарының саптамаларын жасау үшін қажет. Be ғарыштық технологияда қолдану тұрғысынан тартымды қасиеттерге ие. Оның балқу температурасы өте жоғары болмаса да (1300°C), ол жеңіл, берік және жоғары жылу сыйымдылығына ие, оның сипаттамалары температураның кең диапазонында іс жүзінде өзгеріссіз қалады. Композициялық материалдар (композиттер) әр түрлі бірнеше материалдардан тұрады, ал композиция көлемінде материалдар бөлімдерінің шекаралары сақталады. Композиттердің қасиеттері олардың компоненттерінің химиялық құрамымен, компоненттердің көлемі мен өзара бағдарлануымен, олардың мөлшерімен анықталады. Сонымен қатар, композиция әрқашан оның құрамдас бөліктерінің әрқайсысына тән емес жаңа қасиеттерге ие болады. Құрылымы бойынша композиттер үш топқа бөлінеді: матрицалар, онда компоненттердің бірі матрица (металл немесе металл емес), ал басқалары осы матрицаға қосылады, оларды толтырғыштар деп те атайды; барлық компоненттері қатты монолиттер болып табылатын рамалық (өзара енетін); анизотропияның негізгі осьтерінің әртүрлі бағдары бар бірдей құрамдағы анизотропты құрылымдық элементтерден тұратын бір компонентті поликристалдар. Керамика поликристалды материалдарға жатады, ол металл емес ұнтақтарды (Al2O3, SiO2, Si3N4, SiC, TiCN және т.б.) синтездеу арқылы алынады. Керамиканың әртүрлі түрлерін матрица ретінде де, композитті толтырғыш ретінде де қолдануға болады. Матрицалық композиттерді жасау кезінде матрицалық материалдардың рөлін полимерлер (эпоксидті шайырлар, нейлон, полиимид және т.б.), металдар мен қорытпалар, көміртекті материалдар және әртүрлі керамика басады. Матрицалар мен толтырғыштардың комбинацияларын өзгерту арқылы композиттерге әртүрлі қасиеттер берілуі мүмкін, бұл оларды құрылымдық және функционалды материалдар ретінде қолдануға жарамды етеді. Керамика туралы да айтуға болады. Композиттер мен керамиканың пайдалану қасиеттерін оларды жасау кезінде наноөлшемді бастапқы компоненттерді қолдану арқылы едәуір жақсартуға болады. жүктеу/скачать 5,17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|