Aerokosmik texnologiyadan danışarkən ağla güclü raketlər, uçan qırıcı təyyarələr və ya astronavtların kosmosa çıxması gələ bilər. Amma bu qabaqcıl avadanlığın arxasında kiçik bir qəhvəyi tozun əvəzolunmaz rol oynadığını anlamaya bilərsiniz.qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidimikro-toz. Adı bir az sadə səslənə bilər, amma onu qiymətləndirməyin. Qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi əslində adətən "zımpara" adlandırdığımız bir növdür və sərtliyi yalnız almazdan sonra ikinci yerdədir, lakin daha əlverişli qiymətə satılır. Əvvəlki illərdə əsasən metalları üyütmə çarxlarında və zımpara kağızında üyütmək üçün istifadə olunurdu və sənaye sahəsində işçi qüvvəsi kimi çıxış edirdi. Lakin bu sadə və iddiasız material hazırda aerokosmik sənayenin "yüksək texnologiyalı" mərhələsinə əlamətdar töhfələr verir.
“Grindstone”dan “Qoruyucu Qalxan”a Möhtəşəm Bir Dəyişiklik
Aerokosmik materiallar "yüngüllük" və "güc"ə üstünlük verir. Daha yüksək və daha uzağa uçmaq üçün qanadlar yüngül olmalıdır; gövdə yüksək hündürlüklərdə həddindən artıq soyuğa, səs baryerini aşarkən güclü sürtünməyə və mühərrikin içərisindəki dəhşətli yüksək temperatura davam gətirmək üçün möhkəm olmalıdır. Bu, material səthinə ciddi tələblər qoyur. Məhz buradaqəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozugəlir. Mühəndislər kəşf etdilər ki, yüksək sürətli püskürtmə texnologiyasından istifadə edərək bu mikro tozu turbin bıçaqları və yanma kamerasının divarları kimi vacib hissələrə "soyuq qaynaq" etməklə, dırnaqdan nazik, lakin olduqca möhkəm bir "keramika zireh" yarada bilərlər. Nazikliyinə baxmayaraq, bu qoruyucu təbəqə 1600 dərəcə Selsi yüksək temperaturlu qazın təsiri altında bıçaqların ömrünü bir neçə dəfə uzadır. "Bu, mühərrikin ürəyinə "gülləkeçirməz jilet" vermək kimidir", - deyə iyirmi il mühərrik zavodunda çalışmış təcrübəli mühəndis izah etdi. "Əvvəllər bıçaqlar müəyyən bir istifadə müddətindən sonra dəyişdirilməli idi, lakin indi onlar daha uzun müddət davam edə bilər və təbii olaraq təyyarənin etibarlılığını və iqtisadi səmərəliliyini artırır."
Göydən yerə qədər hər yerdə tətbiqlər
Qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozunun imkanları yalnız mühərriklərdən daha genişdir.
Gəlin təyyarələrdən başlayaq. Müasir sərnişin təyyarələri və qırıcı təyyarələr karbon lif kimi kompozit materiallardan geniş istifadə edir. Bu material həm yüngül, həm də möhkəmdir, lakin bir çatışmazlığı var: müxtəlif materialların bir-birinə yapışdırıldığı sahələr delaminasiyaya meyllidir. Həll yolu? Yapışdırmadan əvvəl, birləşmə səthləri qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozu olan yüksək təzyiqli hava aşındırıcı məhlul istifadə edərək "kobudlaşdırılır". Bu, sadəcə kobudlaşdırma deyil; mikroskopik səviyyədə saysız-hesabsız lövbər nöqtələri yaradır və yapışqanın daha möhkəm "yapışmasına" imkan verir. Bu emal qanaddan füzelaj birləşməsinə yorğunluq müqavimətini 30%-dən çox artırır.
İndi aerokosmik sahəni nəzərdən keçirək. Raketlər atmosferdən keçərkən burun konusu və qanadın ön kənarları "odlu məhv" sınağından keçir. Burada qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozu öz dəyərini başqa bir şəkildə sübut edir - antioksidant örtüklərin hazırlanmasında nüvəni möhkəmləndirən hissəcik kimi istifadə olunur. Xüsusi keramika örtüklərinə əlavə edildikdə və istiliyədavamlı komponentlərin səthinə püskürdükdə, bu təbəqə yüksək temperaturda sıx bir oksid təbəqəsi əmələ gətirir, sonrakı oksigenin daxil olmasını effektiv şəkildə bloklayır və daxili materialları ablasiyadan qoruyur. Bu təbəqə olmadan atmosferə yenidən daxil olan bir çox kosmik gəmi, çox güman ki, "tanınmaz" olardı.
Onun mövcudluğuna hətta peyklərdə və kosmik stansiyalarda da rast gəlmək olar. Bəzi dəqiq cihazların yastıqları və hərəkət edən hissələri vakuumda və kosmik mühitin son dərəcə aşağı temperaturlarında uzunmüddətli etibarlı işləməyi təmin etməlidir. Qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozu ilə incə cilalanmış keramik yastıqlar son dərəcə aşağı sürtünmə əmsalına malikdir və demək olar ki, heç bir aşınma qalığı yaratmır və bu komponentlərin orbitdə on və ya iyirmi il sabit işləməsini təmin edən "təminat" halına gəlir.
“Köhnə Material” “Yeni Müdrikliyin” Çətinliklərinə Qarşıdır
Əlbəttə ki, bu "köhnə materialı" aerokosmik sahənin ekstremal mühitlərində istifadə etmək, sadəcə fabrikdən aşındırıcı maddələr gətirmək qədər sadə deyil. Burada bir çox incəliklər var.
Ən böyük çətinlik "saflıq" və "vahidlik"dir. Tələb olunan qəhvəyi əridilmiş alüminium oksidi mikro-tozuaerokosmik tətbiqlərson dərəcə təmiz, demək olar ki, tamamilə çirklərdən azad olmalıdır, çünki istənilən istənməyən komponent yüksək gərginlik və ya yüksək temperatur altında çatların başlanğıc nöqtəsinə çevrilə bilər. Bundan əlavə, hissəcik ölçüsü və forması olduqca vahid olmalıdır; əks halda örtüyün zəif nöqtələri olacaq. "Bu, ən yüksək səviyyəli tort hazırlamaq kimidir; sizə yalnız ən yaxşı inqrediyentlər deyil, həm də un son dərəcə incə və bərabər şəkildə ələnmiş olmalıdır", - materialların keyfiyyətinə nəzarət mühəndisi dedi. "Bizim skrininq və təmizləmə prosesimiz beşulduzlu otel mətbəxinin tələblərindən daha sərtdir."
Bundan əlavə, bu tozu hissələrə necə "tətbiq etmək" də mürəkkəb bir elmdir. Hal-hazırda ən qabaqcıl texnologiya səsdən sürətli alov püskürtməsidir ki, bu da mikro-toz hissəciklərinin səthə səsin sürətindən bir neçə dəfə çox sürətlə təsir etməsinə imkan verir və nəticədə daha güclü bir əlaqə və daha sıx bir örtük yaranır.
Göylərin gələcəyi bu cür "güc" tələb edir.
Aerokosmik texnologiya daha yüksək, daha sürətli və daha uzaq hədlərə doğru irəlilədikcə, materiallara tələblər daha da sərtləşəcək. Hipersəs təyyarələr, təkrar istifadə edilə bilən kosmik gəmilər, dərin kosmik zondlar... bu gələcək ulduzlar hamısı həddindən artıq qorunmadan asılıdır.
İnkişafıqəhvəyi korund mikro-tozudaha ağıllı və mürəkkəb bir istiqamətə doğru irəliləyir. Məsələn, elm adamları onu digər elementlərlə "dozlaşdırmağa" və ya qrafen kimi yeni materiallarla birləşdirməyə çalışırlar. Məqsəd təkcə yüksək temperatur müqaviməti deyil, həm də müəyyən temperaturlarda zərəri ağıllı şəkildə hiss etmək və hətta özünü təmir etmək qabiliyyətidir. Növbəti nəsil təyyarə mühərrikləri və kosmik təyyarələrin istilik mühafizəsi sistemləri, ehtimal ki, bu cür "ağıllı" möhkəmləndirilmiş örtükdən istifadə edəcək.
Qəhvəyi korund mikro-tozunun hekayəsi bir çox Çin sənaye materiallarının mikrokosmosudur: sadə mənşəli olsa da, davamlı texnoloji təkmilləşdirmə sayəsində əvəzolunmaz rol tapır. Titan ərintiləri qədər parlaq və ya karbon lifi qədər dəbli olmaya bilər, amma bəşəriyyətin uçuş arzularını dəstəkləyən, səmanı yarıb dərin kosmosun ucqar nöqtələrinə qalxan bu sakit, pərdəarxası "güc"dür.
Ulduzlu səmaya baxıb hər uğurlu buraxılışı alqışladığımız zaman, bəlkə də, o parlaq metal parıltısının altında saysız-hesabsız kiçik, sarsılmaz qəhvəyi hissəciklərin əvəzolunmaz gücünü səssizcə şüalandırdığını xatırlaya bilərik.