Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Пивинский Ю.Е. -> "Кварцевая керамика" -> 82

Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.

Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика — М.: «Металлургия», 1974. — 264 c.
Скачать (прямая ссылка): kvartz-keramika.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 .. 88 >> Следующая

251
Важной характеристикой материалов для обтекателей является их излучательная способность. В связи с тем что при высокотемпературном нагреве часть энергии будет уноситься излучением, увеличение коэффициента черноты материалов может значительно снизить температуру на поверхности обтекателя. С этой целью рекомендуются добавки до 2,5% Сг203 [36].
Кварцевая керамика может применяться также в качестве антенных окон летателдаых аппаратов [34], Из-за существенного нагрева при вхождении таких аппаратов в плотные слои атмосферы, а также по условиям их службы, к материалу окон предъявляются жесткие требования в отношении огнеупорности, термостойкости, абляционных свойств, постоянства электрических характеристик. Отмечается, что для этой цели может применяться как высокоплотная кварцевая керамика горячего прессования (с пористостью до 2%), так и полученная шликерным литьем с пористостью 10%• При этом пористая керамика обладает большей термостойкостью. Проведено успешное испытание данных материалов в условиях, имитирующих вхождение космического аппарата в атмосферу. Эксперименты проводились с использованием плазменного генератора мощностью 10 мВт, дающего высокотемпературный поток воздуха.
Существенная роль керамическим материалам отводится для решения проблемы теплозащиты аппаратов от тепла, поступающего извне. С особой остротой эта проблема встала в связи с необходимостью возвращения на землю космических объектов, входящих в земную атмосферу с огромной скоростью. В плотных слоях атмосферы их поверхность нагревается до температур, превышающих 2000°С.
С целью создания теплозащитного материала для космических кораблей была разработана и исследована кварцевая пенокерамика, пропитанная смолами [25]. Такой материал обладает повышенной устойчивостью к механическому, тепловому и химическому воздействию вследствие того, что поры каркаса керамики заполнены твердым веществом, сублимирующим или разлагающимся при высоких температурах. Наиболее подходящей для указанной цели оказались пенокерамика с открытой пористостью 85—90%. Даже частичная пропитка фенольной смолой, увеличивающая объемную массу на 25—40%, приводила к росту 0СЖ в 3,5—9 раз.
252
Нагревающаяся при вхождейии в Плотные Слои атмосферы пропитанная пенокерамика возвращает за счет излучения в пространство значительную часть приобретаемого ею тепла. Наполнитель поглощает тепло за счет пиролиза. Газообразные продукты разложения при этом охлаждают керамику по мере того, как они поступают из зоны пиролиза к поверхности.
Характерно, что кварцевая пенокерамика, применяемая для указанного типа композиционного материала, имеет преимущество перед другими видами пенокерами-ки (например, на основе А1203, 2гОг). Для применения теплоизоляционной керамики в космической технике масса системы является одним из основных показателей. По теплоизоляционным свойствам, отнесенным к одинаковому показателю по массе, упомянутые керамические материалы в порядке улучшения своих теплоизоляционных свойств располагаются в следующий ряд: А1203 -* -* 1т02 -* ЭЮг, чему соответствуют уменьшающиеся значения произведения рК(р — объемная масса пеноке-рамики, X — коэффициент ее теплопроводности); 10,5 -* - 3,4- 1,8.
Для сравнения теплозащитной эффективности пропитанной пенокерамики из А1203, 2г02 и 5Ю2 на образцах толщиной 25,4 мм осуществляется нагрев пламенем кислородно-ацетиленовой горелки. Тепловой поток составлял от 68 до 204 ккал/(м2-с). При этом время, необходимое для повышения температуры пенокерамики до 230°С, было следующим: для А1203 13 мин, 2Ю2 19 мин, БЮ2 24 мин.
В работе [16] описана технология изготовления жаростойкой футеровки для ракетных сопел из кварцевой керамики. В связи с тем, что сам кремнезем не может, быть использован для изготовления сопла ракетного двигателя на твердом топливе при температуре его горения 3000—3400°С, сопло изготавливают из вольфрама.
Вольфрамовая же деталь в ракетной конструкции закрепляется посредством опорных теплоизоляционных деталей из кварцевой керамики. Керамическая опора при этом плотно облегает вольфрамовое сопло. Следовательно, кварцевую керамику необходимо изготовлять так, чтобы внутренним формующим изделием было само сопло. Однако вольфрам при температуре выше 400— 450°С начинает легко окисляться, а для спекания керамики требуется температура 1200—1260оС. Указанные
253
технологические трудности были преодолены следующим образом. В подготовленную форму с установленным внутри ее вольфрамовым соплом заливали суспензию с добавкой водорастворимой смолы (3—10%). Заготовку высушивали при 150—200°С, при этом смола отвержда-ется и прочность заготовки при изгибе -повышается до 490 кгс/см2. Изготовленная по этому способу безобжиговая деталь после срабатывания двигателя (длительность полного цикла 5—10 с) не разрушилась. И только в ее слоях, непосредственно прилегающих к вольфрамовому соплу, наблюдалось обугливание смоляной связки.
Кварцевая керамика была использована в космическом корабле США «Апполон» (в конструкции антенно,й системы)1.
ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 .. 88 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed