1 A rendkívül korrózióálló fémanyagok értéke
A pályán járó űrhajóknak számos ellenséges körülménynek kell megküzdeniük, például jelentős hőmérséklet-ingadozásokkal, nagy sugárzással, mikrogravitációval és kozmikus porral. Közülük az űrhajók élettartamát és teljesítményét befolyásoló egyik fő elem a korrózió. A korrózió nemcsak az anyagminőséget rontja, hanem szerkezeti tönkremenetelhez is vezethet, ami veszélyezteti az űrhajók biztonságos működését. Ezért a rendkívül korrózióálló fémanyagok megválasztása szükséges módja annak, hogy az űrhajók hosszú távú, folyamatos működését igényes körülmények között is garantáljuk.
2 Rendkívül korrózióálló fémanyagok két gyakorlati példája
titán ötvözet
Nagy szilárdsága, alacsony sűrűsége és kiemelkedő korrózióállósága miatt a titánötvözetet széles körben alkalmazzák űrhajó-alkatrészekben. A titánötvözetek például nagymértékben növelik az alkatrészek szilárdságát és korrózióállóságát, így meghosszabbítják az űrrepülőgépek élettartamát a szárnyak, a törzs és az űrsiklók hajtóművei esetében. Ezenkívül a titánötvözet kivételes biokompatibilitással rendelkezik, ezért gyakran használják orvosi eszközök és űrhajósok lakóhelyiségének gyártásában emberes űrprojektekben.
Nikkel alapú ötvözet
Az űrhajók hővédelmi rendszereinek és motoralkatrészeinek tökéletes anyagai a nikkel alapú ötvözetek, mivel kiemelkedő magas hőmérsékleti teljesítményt és korrózióállóságot mutatnak. A nikkel alapú ötvözetek stabil mechanikai jellemzőket és jó oxidációs ellenállást képesek fenntartani magas hőmérsékleten, így megakadályozzák az alkatrészek magas hőmérsékletű korrózióból eredő meghibásodását. Ezen túlmenően a nikkel alapú ötvözetek kiemelkedő hegesztési és feldolgozási tulajdonságokkal rendelkeznek, ami megkönnyíti a bonyolult alakú alkatrészek gyártását.
tiszta acél
Kiváló mechanikai tulajdonságai és korrózióállósága miatt a rozsdamentes acél helyet kap az űrhajó-építésben. A rozsdamentes acél használata különösen az üzemanyagtároló tartályokban, az űrhajók csőrendszereiben és a rögzítőelemekben nagymértékben növeli az alkatrészek korrózióállóságát és élettartamát. A nagyon alacsony hőmérsékleti körülmények között működő alkatrészek gyártására alkalmas továbbá a rozsdamentes acél, amely erős alacsony hőmérsékleti ellenállással rendelkezik.
Alumínium-li-ötvözet
Egy új, könnyű, nagy szilárdságú ötvözet, amely nagy korrózióállósággal és kifáradási szilárdsággal rendelkezik, az alumínium-lítiumötvözet. Az olyan alkatrészeknél, mint a szárnyfelületek, törzs és kabinfalak, az alumínium-lítiumötvözetek kiválóan alkalmazhatók az űrhajók építésében. Az alumínium-lítiumötvözetek mechanikai tulajdonságai és korrózióállósága tovább javítható az ötvözet összetételének és a hőkezelési technikának optimalizálásával, így kielégítve az űrhajók könnyű súlya és nagy teljesítményű igényeit.
3 A nagy korrózióálló fémanyagok fejlesztésének trendje
A rendkívül korrózióálló fémanyagok fejlesztése a következő trendeket követi, tekintettel a repülőgép-technika folyamatos fejlődésére és az űrhajók teljesítményének növekvő igényeire:
Az anyagi minőség további javítása
A rendkívül korrózióálló fémanyagok szilárdsága, szívóssága és korrózióállósága tovább növelhető az ötvözetek összetételének optimalizálásával, a hőkezelési módszerek és a felületkezelési eljárások korszerűsítésével. A bonyolultabb és ellenségesebb űrbeállítások igényeinek kielégítése segít az űrhajó-alkatrészek teljesítményének és élettartamának növelésében.
Vékony kialakítás
A nagy korrózióállóság megtartása mellett a könnyű kialakítás jelentős trend az űrhajó-építésben. A modern gyártási technológia és az új, könnyű, nagy szilárdságú ötvözetek segítenek csökkenteni az űrrepülőgépek tömegét, és növelik a repülési hatékonyságot és a rakománykapacitást.
Sokféle anyag
Ahogy az űrküldetések változóak, úgy változnak az űrhajó-alkatrészek funkcionális igényei is. A rendkívül korrózióálló fémanyagok a jövőben a multifunkcionalitás irányába fognak növekedni – azaz a korrózióállóság, a magas hőmérséklet-állóság, a sugárzásállóság és a biokompatibilitás –, hogy kielégítsék az űrhajók kihívásokkal teli környezetekhez való alkalmazkodási igényeit.
Környezetvédelem és fenntarthatóság
A rendkívül korrózióálló fémanyagok kutatása és alkalmazása a környezetvédelemről és a fenntarthatóságról szóló világmegállapodás keretében a környezetvédelemre és a fenntarthatóságra is nagyobb figyelmet fordít majd. A zöld termelést az anyag-előkészítés során az energiafelhasználás és a károsanyag-kibocsátás csökkentésével érik el, környezetbarát előkészítési technikákkal és újrahasznosítási technológiával.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-parts-for-aerospace.html