Kremniy karbid tolasi bilan mustahkamlangan kremniy karbid kabi keramik matritsa kompozitsiyasi kelajakdagi reaktiv dvigatellarning turbina pichoqlarini hosil qiluvchi ultra-yuqori haroratli materialdir. U keramik shlamini to'qilgan tolali preformga quyish va keyin uni maxsus issiq pressda katta issiqlik va bosim ostida mustahkamlash orqali tayyorlanadi. Bu kuydiruvchi, yuqori bosimli sinterlashni amalga oshiradigan plastinkalar po'lat emas; ular grafit yoki o'tga chidamli metall bloklari bo'lib, ular to'q sariq rangda yonib, parvozning kelajagini siqib chiqaradi. Qanday tushunish aisitiladigan plastinka CMC issiq presslashtizimning ishlashi ilg'or kompozit ishlab chiqarish bilan ishlaydigan har qanday muhandis uchun juda muhimdir.
CMC uchun issiq presslash jarayoni
Preform joylashtirish va atrof-muhit nazorati
Odatda kremniy karbid (SiC) yoki uglerod tolasidan-to‘qilgan va keramik matritsa kashshofi bilan to‘ldirilgan keramik tolalar-preformasi vakuum yoki inert gaz kamerasi ichidagi ikkita massiv plastinka orasiga joylashtiriladi. Plitalar materialining ham, kompozitsiyaning ham oksidlanishini oldini olish uchun tsikl davomida inert atmosfera (argon yoki azot) yoki qattiq vakuum saqlanadi. Ko'pincha yuqori zichlikdagi, tozalangan grafitdan yasalgan plastinkalar ichki elektr elementlar (ko'pincha molibden yoki grafit isitish novdalari) tomonidan 1000 darajadan yuqori haroratgacha isitiladi.
Bir vaqtning o'zida issiqlik va bosimni qo'llash
Kamera maqsadli haroratga yetgandan so'ng, plastinkalar preformga aniq, bir xil bosim o'tkazadi. Matritsa kimyosiga qarab odatda 10 dan 40 MPa gacha bo'lgan bu bosim seramika matritsa materialini oqishga, tolalar orasidagi mikroskopik bo'shliqlarni to'ldirishga va zich, qattiq komponentga sinterlashga majbur qiladi. Plitalar bu haddan tashqari haroratda tekis va mustahkam bo'lib qolishi kerak va ular tayyor material bilan kimyoviy reaksiyaga kirishmasligi kerak. Butun jarayon yuqori harorat, yuqori bosim va kimyoviy inert muhandislikning eng yaxshi asaridir. Isitilgan plastinka - bu ekzotik ishlab chiqarish xujayrasining yuragi. Plitalar porlab turadigan, tinimsiz anvil bo'lib, bo'lajak turbinaning pichog'ini issiq, kukun bilan to'ldirilgan to'quvdan chiqaradi.
Jarayon eslatmasi:Toza, zarrachalarsiz muhit juda muhim. Har qanday begona chang-uglerod parchalari, metall qoldiqlari yoki havodagi zarrachalar-bosish paytida qolib ketishi va kompozitda jiddiy nuqson yaratishi mumkin. Bunday kamchiliklar yuqori markazdan qochma yuklar ostida turbinaning qanotining halokatli ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin bo'lgan kuchlanish ko'taruvchisi sifatida xizmat qiladi. Shunday qilib, CMC uchun barcha issiq presslash ishlari filtrlangan gaz ta'minoti bilan toza xonaga mos keladigan korpuslarda amalga oshiriladi.
CMC issiq press plitalarining texnik xususiyatlari
Plastinka materialini tanlash
Grafit yuqori haroratga chidamliligi va kimyoviy inertligi tufayli keng tarqalgan plastinka materialidir. Tozalangan, nozik taneli, yuqori zichlikdagi grafit navlari (masalan, izostatik kalıplanmış grafit) afzallik beriladi, chunki ular taklif qiladi:
Ajoyib termal zarba qarshiligi
Past termal kengayish (isitish paytida buzilishlarni minimallashtirish)
SiC yoki oksidga asoslangan keramik matritsalar bilan namlanish yoki reaktsiya yo'q
Biroq, grafit mo'rt va oksidlanishdan himoyalangan bo'lishi kerak. Inert gaz yoki vakuum muhiti bu himoya rolini bajaradi. 1000 darajadan past haroratda grafit havoda tez oksidlanadi; Shunday qilib, kameraga har qanday kislorod oqishi plastinkalarni yo'q qiladi.
Isitish elementlari va haroratni nazorat qilish
Ichki elektr isitish elementlari{0}}ko'pincha molibden disilitsid (MoSi₂) yoki grafit novdalar-har bir plastinka ichiga yoki darhol orqasiga o'rnatiladi. Harorat aniq ko'tariladi va plastinka yuzlari yaqinida joylashgan bir nechta termojuftlar bilan yopiq pastadir boshqaruvi yordamida ushlab turiladi. Oddiy CMC issiq presslash sikli ko'p soat davom etishi mumkin, preformda termal stressni oldini olish uchun rampa tezligi daqiqada 2-5 darajagacha sekin.
Bosimning bir xilligi va plastinaning tekisligi
1000 darajadan yuqori haroratlarda, hatto engil plastinaning egriligi ham bosimning notekis taqsimlanishiga olib kelishi mumkin, natijada o'zgaruvchan zichlik yoki ichki bo'shliqlarga ega kompozit qism paydo bo'ladi. Shuning uchun plastinkalar aniq silliqlanadi va vaqti-vaqti bilan tekislanadi. Har bir gidravlik qo'chqordagi yuk xujayralari yoki bosim o'tkazgichlari qo'llaniladigan kuchning butun plastinka maydoni bo'ylab bir xil bo'lishini ta'minlaydi.
Xulosa: Kelajakdagi reaktiv dvigatellarning asosi
CMC-ni qayta ishlash uchun isitiladigan plastinka - bu haddan tashqari harorat muhandisligining g'alabasi, kelajakdagi eng engil, kuchli va issiqlikka chidamli materiallarni yasaydigan asbob. O'ta yuqori haroratlar, bir xil bosim va mukammal toza inert muhitni birlashtirgan holda, bu plitalar to'qilgan tolali preformlarni zich, nuqsonsiz keramik matritsali kompozitlarga aylantiradi. Ertangi dvigatellar-avvalgiga qaraganda issiqroq va samaraliroq ishlaydi-bu kunning eng ilg‘or presslarining issiq va tekis yuzalarida qurilgan. Aerokosmik yoki mudofaa ilovalari uchun CMC komponentlarini ishlab chiqaruvchi har qanday ob'ekt uchun, o'zlashtirishisitiladigan plastinka CMC issiq presslashtexnologiya ixtiyoriy emas; bu yuqori quvvatli, tejamkor parvozning keyingi avlodining kalitidir.
