Главная
Во многих отраслях возрастает потребность в материалах, способных сохранять свою структурную целостность и первоначальные свойства под воздействием высоких температур, включая экстремальные. Речь идет о значениях в тысячах °C. При этом особое внимание уделяется времени нахождения в подобных условиях.
Ключевые свойства специализированных составов
К ним, прежде всего, относится:
• теплостойкость;
• механическая прочность при нагрузках;
• минимальный износ при частых колебаниях температуры;
• предел текучести;
• твердость;
• сопротивление ползучести и др.
Не менее важна их устойчивость к разнообразным химическим процессам, например, окислению, коррозии. Она обеспечивается за счет наличия в составе специальных добавок, образующих на поверхности материалов защитные пленки.
Высокотемпературные вещества должны работать в различных средах (инертных и агрессивных), при значениях давления от сотни атмосфер до области высокого вакуума. Каждая отрасль предъявляет к ним свои требования.
Для работы в условиях высоких температур подходят сплавы на основе таких металлов, как никель, титан, кобальт, медь, иридий, цирконий и др.
Области применения
Уникальные свойства подобных соединений незаменимы во многих сферах. Они востребованы:
• в аэрокосмической отрасли;
• энергетике и машиностроении;
• строительстве;
• производстве вооружения и оборонных систем;
• химической промышленности и др.
Выбор материала с наиболее подходящими характеристиками зависит от конкретных условий его использования. В одном случае предпочтительно сочетание высокой механической прочности и небольшого удельного веса, в другом – предела усталости и вязкости.
Так, например, в ракетных соплах успешно применяется незащищенный молибден. Здесь решающее значение имеет его теплопроводность и кратковременная прочность. От способности материалов для камер сгорания и защитных конструкций ракет работать в плотных слоях атмосферы зависит надежность и мощность космических аппаратов.
Испытательная техника особое внимание уделяет неизменности свойств элементов.
Почти все тугоплавкие специализированные составы задействованы в ядерных технологиях. Среди наиболее известных: вольфрам, ниобий, молибден, их сплавы, графит, двуокись тория, окись бериллия.
Одним из важных компонентов в производстве высокотемпературных материалов считается оксид церия. Его активно применяют в создании тепловых барьеров. Подобные покрытия позволяют решать проблему перегрева поверхности летательных аппаратов при развитии сверхзвуковой скорости.
Интересно, но даже производство деталей из специализированных соединений не обходится без них самих. Они входят в состав основных элементов оборудования, участвующего в термообработке и спекании изделий.