Chol Chjan butun faoliyatini Aerokosmik Materiallar Institutida o'tkazdi. Nafaqaga chiqishdan oldin uning eng sevimli mashg'uloti shogirdlarini materiallarni aniqlash uchun omborga olib borish edi. U oddiy oq plastik chelakni ochdi, namuna olish qoshig'i bilan bir qoshiq mayda, kremsi oq kukun oldi va uni chiroq ostiga sekin tashladi. Chang asta-sekin yorug'lik nurida cho'kib, yumshoq yarqirab turardi. "Bu oq kukunni kam baholamang", derdi chol Chjan har doim ko'zlarini qisib. "Biz quradigan samolyotlar va raketalar osmondagi elementlarga bardosh bera oladimi yoki yo'qmi, ba'zan bu "un"ning imkoniyatlariga bog'liq."
U tilga olgan "oq kukun" edialumina kukuniBu oddiy tuyuladi — shunchaki boksitdan tozalangan emasmi? Lekin aerokosmik sohada ishlatiladigan alyuminiy oksidi kukuni oddiy sanoat darajasidagi alyuminiy oksididan butunlay farq qiladi. Uning sofligi kasr nuqtasidan keyin deyarli to'rt to'qqizga teng; zarracha hajmi nanometr va mikrometrlarda o'lchanadi; uning morfologiyasi — sharsimonmi, yoriqmi yoki ignami — barchasi diqqat bilan ko'rib chiqiladi. Lao Chjanning so'zlari bilan aytganda, "Bu mamlakatning og'ir texnikasi uchun kaltsiyni "to'ldiradigan" ajoyib oziq-ovqat".
Bu narsa aerokosmik sohada nima qila olishiga kelsak, son-sanoqsiz qo'llanilishlar mavjud. Keling, eng "qattiq" narsadan - samolyotlarga "zirh" berishdan boshlaylik. Osmonda uchadigan har qanday narsaning, xoh fuqarolik samolyoti bo'lsin, xoh harbiy qiruvchi samolyot bo'lsin, eng katta qo'rquvi nimada? Juda yuqori harorat va aşınma. Dvigatel turbinasi pichoqlari minglab daraja Selsiyda chiqindi gazlarda yuqori tezlikda aylanadi; oddiy metallar ancha oldin yumshab, eriydi. Nima qilish kerak? Muhandislar ajoyib yechimni o'ylab topishdi: pichoq yuzasini maxsus keramik qoplama bilan qoplash. Ushbu qoplamaning asosiy strukturaviy materiali ko'pincha alyuminiy oksidi kukuni hisoblanadi.
Nima uchun uni tanlash kerak? Birinchidan, u issiqlikka chidamli, erish nuqtasi 2000 darajadan oshadi, bu uni ajoyib "issiqlik izolyatsiyalovchi kostyum" ga aylantiradi. Ikkinchidan, u qattiq va aşınmaya bardoshli bo'lib, pichoqlarni yuqori tezlikdagi havo oqimida chang zarralari eroziyasidan himoya qiladi. Bundan ham yaxshisi, alyuminiy oksidi kukunining zarrachalar hajmini sozlash va boshqa elementlarni qo'shish orqali qoplamaning g'ovakliligi, mustahkamligi va metall asosiga yopishishini boshqarish mumkin. Tajribali ustaxona ishchisi hazil bilan aytganidek: "Bu turbina pichoqlariga yuqori sifatli keramik quyoshdan himoya qiluvchi qatlamni surtishga o'xshaydi - u ham quyoshdan himoya qiladi, ham tirnalishga chidamli". Bu "quyoshdan himoya qiluvchi krem" qanchalik muhim? Bu turbina pichoqlarining yuqori haroratlarda ishlashiga imkon beradi va har o'nlab daraja dvigatel harorati oshganda, turtki sezilarli darajada oshadi, yoqilg'i sarfi esa kamayadi. O'n minglab kilometr masofaga uchadigan samolyotlar uchun yoqilg'i tejash va ishlashning yaxshilanishi astronomikdir. Agar issiqlik to'siq qoplamasi "tashqi qo'llanilish" bo'lsa, unda kompozit materiallarda alyuminiy oksidi kukunining roli "ichki qo'shimcha" dir.
Zamonaviy samolyotlar, sun'iy yo'ldoshlar va raketalar og'irlikni kamaytirish uchun kompozit materiallardan keng foydalanadilar. Biroq, bu qatron asosidagi kompozitlarning zaif tomoni bor - ular aşınmaya bardoshli emas, yuqori haroratga moyil va yetarli darajada qattiqlikka ega emas. Aqlli materiallar olimlari alyuminiy oksidi kukunini, ayniqsa nano o'lchamlarini qo'shishdi.alumina kukuni, xamirni yoğurish kabi qatronga bir tekisda singdiriladi. Ushbu qo'shilish ajoyib ta'sirga ega: materialning qattiqligi, aşınmaya bardoshliligi, issiqlikka chidamliligi va hatto o'lchov barqarorligi ham sezilarli darajada yaxshilanadi.
Masalan, samolyot salonining pollari, ayrim ichki qismlari va hatto ba'zi yuk ko'tarmaydigan konstruktiv qismlar ushbu alyuminiy oksidi bilan mustahkamlangan kompozit materialdan foydalanadi. Bu ularni nafaqat yengilroq va mustahkamroq qiladi, balki samarali ravishda sekinlashtiruvchi bo'lib, xavfsizlikni sezilarli darajada yaxshilaydi. Ekstremal harorat sikllarida minimal o'lchamli o'zgarishlarni talab qiladigan sun'iy yo'ldoshlardagi aniq asbob tayanchlari ham ushbu material tufayli ko'p narsaga ega. Bu egiluvchan plastmassaga skeletni "in'ektsiya qilish"ga o'xshaydi, bu unga ham mustahkamlik, ham moslashuvchanlik beradi.
Alumina kukuni shuningdek, aerokosmik sohada juda muhim bo'lgan "yashirin mahoratga" ega - bu ajoyib issiqlik izolyatsiyasi va ablyatsiyaga chidamli materialdir.
Kosmik kema kosmosdan atmosferaga qayta kirganda, bu minglab darajali plazma pechiga tushib ketishga o'xshaydi. Qayta kirish kapsulasining tashqi qobig'ida "o'zini katta foyda uchun qurbon qiladigan" issiqlikka chidamli qatlam bo'lishi kerak. Alumina kukuni ko'plab issiqlikka chidamli materiallarni shakllantirishda muhim rol o'ynaydi. Boshqa materiallar bilan birlashtirilganda, u sirtda qattiq, g'ovakli va yuqori darajada izolyatsiya qiluvchi keramik qatlam hosil qiladi. Bu qatlam yuqori haroratlarda asta-sekin eriydi, issiqlikni olib ketadi va kosmonavtlar o'z iste'moli orqali kabina haroratini omon qolish oralig'ida ushlab turadi. "Qaytish kapsulasining muvaffaqiyatli qo'nganini va issiqlikka chidamli materialning tashqi qatlami qora rangga bo'yalganini har safar ko'rganimda, biz qayta-qayta takomillashtirgan alyuminiy oksidi asosidagi formulalar haqida o'ylayman", dedi issiqlikka chidamli materiallar uchun mas'ul bo'lgan katta muhandis. "U yonib ketdi, lekin uning vazifasi mukammal bajarildi."
Ushbu "oldingi bosqich"dagi qattiqqo'l dasturlardan tashqari,alumina kukuni"Sahna ortida" ham bir xil darajada ajralmas hisoblanadi. Masalan, samolyotlar va raketalar uchun aniq komponentlarni ishlab chiqarishda ko'plab yuqori mustahkamlikdagi qotishmalarni sinterlash kerak. Sinterlash jarayonida kukun metallurgiyasi qismlarini yuqori haroratli pechda maxsus "qoliplar" yoki "o't o'chirish plitalari" yordamida qo'llab-quvvatlash kerak. Bu plitalar issiqlikka chidamli, deformatsiyalanmaydigan va mahsulotga yopishmasligi kerak. Yuqori tozalikdagi alumina keramikasidan tayyorlangan o't o'chirish plitalari ideal tanlovga aylanadi. Bundan tashqari, ba'zi o'ta aniqlikdagi qismlarni silliqlash va abrazivlash jarayonlarida o'ta yuqori tozalikdagi alumina mikrokukunlari xavfsiz va samarali abrazivlash vositasi hisoblanadi.
Albatta, bunday qimmatbaho materialdan beparvolik bilan foydalanib bo'lmaydi. Tozaligi yetarlimi? Zarrachalar hajmining taqsimlanishi bir xilmi? Aglomeratsiya bormi? Dispersiya yaxshimi? Har bir ko'rsatkich yakuniy mahsulotning ishlashiga ta'sir qiladi. Aerokosmik sohada hatto eng kichik xato ham halokatli oqibatlarga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, xom ashyoni tanlash va qayta ishlashni o'zgartirishdan tortib, qo'llash texnikasigacha har bir bosqich qat'iy, deyarli talabchan nazorat standartlariga bo'ysunadi.
Zamonaviy samolyot yig'ish zavodida turib, chiroqlar ostida sovuq yarqirab turgan soddalashtirilgan fyuzelyajga qarab, osmonda parvoz qilayotgan bu murakkab tizim alyuminiy oksidi kukuni kabi son-sanoqsiz oddiy materiallarning natijasi ekanligini va ularning har biri o'z rolini to'liq bajarayotganini tushunasiz. U asosiy ramkani tashkil etmasa ham, strukturani mustahkamlaydi; ulkan quvvat bilan ta'minlamaydi, ammo harakatlantiruvchi tizimning yadrosini himoya qiladi; u to'g'ridan-to'g'ri yo'nalishni belgilamaydi, ammo parvoz xavfsizligini ta'minlaydi.
Yuqori haroratga chidamli qoplamalardan tortib mustahkamlangan kompozit materiallargacha va hatto o'zini qurbon qiladigan issiqlikka chidamli qatlamlargacha, qo'llanilishialumina kukuniAerokosmik sohada yengilroq, kuchliroq va ekstremal muhitlarga chidamliroq bo'lish sari doimiy ravishda chuqurlashib bormoqda. Kelajakda yuqori tozalikka va noyob morfologiyaga ega alyuminiy oksidi materiallari (masalan, nanosimlar va nanolistlar) ishlab chiqilishi bilan u issiqlik boshqaruvi, elektron qurilmalarning issiqlik tarqalishi va hatto kosmosda in-situ ishlab chiqarishda kutilmagan rol o'ynashi mumkin.
Bu jim va barqaror oq kukun insoniyatning osmonni o'rganishini qo'llab-quvvatlaydigan ulkan energiyani o'z ichiga oladi. Bu bizga yulduzlarga sayohatda nafaqat buyuk tasavvurlar va jo'shqin kuch, balki asosiy materiallarning ishlashini maksimal darajada oshiradigan bu jim va mustahkam "ko'rinmas qanotlar" ham kerakligini eslatadi. Keyingi safar boshingiz tepada uchib ketayotgan samolyotga qaraganingizda yoki raketa uchirilishining ajoyib manzarasini tomosha qilganingizda, po'lat va kompozit materiallardan yasalgan bu korpus ichida har bir parvozning xavfsizligi va mukammalligini jimgina qo'riqlaydigan shunday "oq ruh" borligini eslashingiz mumkin.