ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Армированные пластические материалы из "Термостойкие и жаропрочные волокна и волокнистые материалы" В настоящее время потребность в волокнистых материалах, стойких к высоким температурам, ощущается в ракетной технике, при строительстве атомных реакторов, в сверхзвуковой реактивной авиации и в многочисленных видах военной техники. [c.13] Проводятся обширные исследования в области жаропрочных волокнистых материалов, предназначенных для использования в качестве термоизоляции в атомных реакторах с газовым охлаждением, в различных гидродинамических устройствах, нагревателях с твердым теплоносителем, трубчатых теплообменниках, паровых котлах, турбинах и т. п. [c.14] Большой вес и высокая скорость современных летательных аппаратов ускорили разработку стойких при высоких температурах (430—1100 °С) фрикционных материалов. Скорости, превышающие 2М, явились причиной возникновения новых приборов, связанных с теплоизоляцией. [c.14] В ракетной технике в большинстве случаев приходится решать две проблемы получение материалов повышенной стойкости к высоким температурам и создание термоизоляции, предотвращающей проникновение тепла внутрь ракеты или снаряда. [c.14] В ракетах высокие температуры возникают в носовых конусах, нагревающихся вследствие трения, возникающего при входе ракеты в плотные слои атмосферы, в камере сгорания и в выхлопных трубах, которые подвергаются действию нагретых до очень высоких температур газов (особенно в системах с твердым топливом), истекающих с очень большой скоростью. Правда, в этих случаях эрозия в сочетании с термическим разрушением материала происходит лишь в течение нескольких минут. [c.14] Одним из методов защиты этих узлов от действия высоких температур является использование явления абляции — уноса материала (рис. 1). Как будет указано ниже, наиболее эффективными материалами для использования защитного действия абляции являются композиции на основе смол и неорганических волокон. Смола, служащая связующим, постепенно разрушается под действием тепла, часть которого расходуется на испарение компонентов смолы. Это вызывает образование относительно охлажденного слоя газа непосредственно на поверхности материала. Расположенная под этим слоем смола карбонизуется, образуя пористый слой с хорошими термоизоляционными свойствами. [c.14] Благодаря относительно охлажденной газовой подушке и низкой теплопроводности пластмассы в ее исходном и карбони-зованном состояниях скорость уменьшения поверхности, или абляции, у этого вида материалов является достаточно низкой, что определяет их большую ценность. Хорошие термоизоляционные свойства этих материалов предотвращают также нежелательное проникновение тепла внутрь ракеты. [c.15] Окончательный успех в создании четырех новых систем непосредственного превращения тепла в электрическую энергию, работающих при высоких температурах, также зависит от разработки новых термостойких изоляционных материалов. [c.15] Одной из таких систем является электрохимическое устройство. Эта система наиболее эффективно работает при 980 С. В термоэлектрических генераторах создается температура порядка П00°С. [c.15] Еще большая потребность в жаропрочных материалах возникает при создании термоэмиссионных генераторов, которые работают при температуре около 1930 °С. Электроэнергия в этих генераторах вырабатывается за счет потока электронов, испускаемого материалом при нагреве в вакууме. [c.15] Ученые американской фирмы Дженерал Электрик Компани испытывают термоэмиссионное преобразовательное устройство, которое может значительно повысить общую производительность атомных электростанций. Это устройство, названное плазменны.м диодом, является высокотемпературным термоэмиссионным преобразователем, в котором используются пары цезия и катод, содержащий уран. Эти диоды могут быть вмонтированы в блоки ядерного топлива, где расщепление урана в катоде приводит к высоким температурам (порядка 2480 °С), необходимым для эффективного прямого преобразования энергии. [c.15] наконец, самые большие затруднения встречаются при разработке жаропрочных материалов для магнито-гидродинамиче-ских генераторов, где газы нагреваются до 2760 °С. При такой температуре происходит ионизация газа в результате отрыва электронов. Горячий газ пропускают между полюсами мощного магнита, разделяющими ионизированные частицы газа на электродах, которые фактически являются клеммами генератора . [c.15] В настоящее время основное внимание уделяется созданию жаростойких материалов, используемх в ракетной технике. [c.15] Жидкий кислород + ЛР-4. [c.16] Белая дымящая азотная кислота + JP-4. [c.16] Перекись водорода гидразин. [c.16] Как видно из приведенных данных, камера сгорания ракетного двигателя в зависимости от вида используемого топлива может подвергаться воздействию температур 3000 °С. [c.16] Несмотря на то, что такие жаропрочные материалы, как карбид кремния, связанный нитридом кремния, или жаропрочные цементы являются стойкими к высоким температурам, материалами, будущее в ракетостроении принадлежит более легким жаропрочным материалам, армированным волокнами. Их легкость в сочетании с термостойкостью позволит увеличить рабочие нагрузки и дальность действия космических летательных аппаратов и ракет. [c.16] Пластмассы, армированные жаропрочными волокнами, используются для изготовления таких деталей, которые в отдельных случаях не могут быть выполнены из металла или керамики. [c.16] Другим преимуществом армированных жаропрочными волокнами пластмасс по сравнению с металлом является возможность применения смол, волокон и наполнителей в различных комбинациях и соотношениях, а также получение на их основе материалов, отвечающих предъявляемым требованиям. [c.16] Вернуться к основной статье