როდესაც კოსმოსურ ხომალდზე ვსაუბრობთ, შესაძლოა, მძლავრი რაკეტები, მფრინავი გამანადგურებლები ან ასტრონავტების კოსმოსური ლაშქრობა გვახსენდება. თუმცა, შესაძლოა, ვერც კი წარმოიდგინოთ, რომ ამ უახლესი აღჭურვილობის უკან პატარა ყავისფერი ფხვნილი შეუცვლელ როლს ასრულებს.ყავისფერი შედუღებული ალუმინიმიკროფხვნილი. სახელი შეიძლება ცოტა უტიფრად ჟღერდეს, მაგრამ არ დააკნინოთ იგი. ყავისფერი გამდნარი ოქსიდი სინამდვილეში არის ის სახეობა, რომელსაც ჩვეულებრივ „ზუმფარას“ ვუწოდებთ, რომლის სიმტკიცე ალმასის შემდეგ მეორეა, თუმცა გაცილებით ხელმისაწვდომ ფასად. ადრეულ წლებში ის ძირითადად გამოიყენებოდა ლითონების დასაფქვავად სახეხ ბორბლებზე და ქვიშაქაღალდზე, რაც სამრეწველო სფეროში სამუშაო ძალის ფუნქციას ასრულებდა. თუმცა, ეს მარტივი და უპრეტენზიო მასალა ამჟამად შესამჩნევ წვლილს შეაქვს აერონავტიკის „მაღალტექნოლოგიურ“ ეტაპზე.
ბრწყინვალე ტრანსფორმაცია „საფქვავი ქვიდან“ „დამცავ ფარად“
აერონავტიკის მასალები უპირატესობას ანიჭებენ „სიმსუბუქეს“ და „სიმტკიცეს“. ფრთები მსუბუქი უნდა იყოს უფრო მაღლა და შორს ფრენისთვის; ფიუზელაჟი კი მტკიცე უნდა იყოს, რათა გაუძლოს მაღალ სიმაღლეზე უკიდურეს სიცივეს, ხმის ბარიერის გარღვევისას წარმოქმნილ ძლიერ ხახუნს და ძრავის შიგნით საშინლად მაღალ ტემპერატურას. ეს მასალის ზედაპირს მკაცრ მოთხოვნებს აკისრებს. სწორედ აქ...ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილიშემოდის. ინჟინრებმა აღმოაჩინეს, რომ მაღალსიჩქარიანი შესხურების ტექნოლოგიის გამოყენებით ამ მიკროფხვნილის ისეთ კრიტიკულ ნაწილებზე, როგორიცაა ტურბინის პირები და წვის კამერის კედლები, „ცივად შედუღებით“ მათ შეეძლოთ შეექმნათ „კერამიკული ჯავშანი“, რომელიც ფრჩხილზე თხელია, მაგრამ განსაკუთრებით მტკიცე. სითხის მიუხედავად, ეს დამცავი ფენა პირების სიცოცხლის ხანგრძლივობას რამდენჯერმე ახანგრძლივებს 1600 გრადუსი ცელსიუსის მაღალი ტემპერატურის გაზის ზემოქმედების ქვეშ. „ეს იგივეა, რაც ძრავის გულს „ტყვიაგაუმტარი ჟილეტი“ მისცე“, - განმარტა გამოცდილმა ინჟინერმა, რომელიც ოცი წლის განმავლობაში მუშაობდა ძრავების ქარხანაში. „ადრე პირები გარკვეული პერიოდის გამოყენების შემდეგ უნდა შეცვლილიყო, მაგრამ ახლა მათ შეუძლიათ გაცილებით დიდხანს გაძლონ, რაც ბუნებრივია აუმჯობესებს თვითმფრინავის საიმედოობას და ეკონომიკურ ეფექტურობას“.
ყველგან გავრცელებული აპლიკაციები, ციდან მიწამდე
ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილის შესაძლებლობები გაცილებით მეტია, ვიდრე მხოლოდ ძრავები.
დავიწყოთ თვითმფრინავით. თანამედროვე სამგზავრო და გამანადგურებელი თვითმფრინავები ფართოდ იყენებენ კომპოზიტურ მასალებს, როგორიცაა ნახშირბადის ბოჭკო. ეს მასალა როგორც მსუბუქი, ასევე მტკიცეა, მაგრამ მას აქვს ერთი ნაკლი: სხვადასხვა მასალის შეერთების ადგილები მიდრეკილია დელამინაციისკენ. გამოსავალი? შეერთების წინ, შეერთების ზედაპირები „უხეშდება“ მაღალი წნევის ჰაერ-აბრაზიული ხსნარით, რომელიც შეიცავს ყავისფერ გამდნარ ალუმინის მიკროფხვნილს. ეს არ არის მხოლოდ მარტივი უხეში დამუშავება; ის ქმნის უამრავ საყრდენ წერტილს მიკროსკოპულ დონეზე, რაც საშუალებას აძლევს წებოვან ნივთიერებას უფრო მტკიცედ „დაიჭიროს“. ეს დამუშავება ფრთისა და ფიუზელაჟის შეერთების დაღლილობისადმი მდგრადობას 30%-ზე მეტით აუმჯობესებს.
ახლა განვიხილოთ აერონავტიკა. როდესაც რაკეტები ატმოსფეროში მოძრაობენ, ცხვირის კონუსი და ფრთის წინა კიდეები „ცეცხლოვანი განადგურების“ განსაცდელს განიცდიან. აქ, ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილი თავის ღირებულებას კიდევ ერთი გზით ადასტურებს - ის გამოიყენება ბირთვის გამაძლიერებელ ნაწილაკად ანტიოქსიდანტური საფარების მომზადებაში. სპეციალურ კერამიკულ საფარებში მისი დამატებით და სითბოს მდგრადი კომპონენტების ზედაპირზე შესხურებით, ეს ფენა მაღალ ტემპერატურაზე ქმნის მკვრივ ოქსიდის ფენას, ეფექტურად ბლოკავს შემდგომ ჟანგბადის შეღწევას და იცავს შიდა მასალებს აბლაციისგან. მის გარეშე, ატმოსფეროში ხელახლა შემავალი მრავალი კოსმოსური ხომალდი, სავარაუდოდ, „შეუცნობელი“ იქნებოდა.
მისი არსებობა თანამგზავრებსა და კოსმოსურ სადგურებზეც კი შეიძლება შეინიშნოს. ზოგიერთი ზუსტი ინსტრუმენტის საკისრებსა და მოძრავ ნაწილებს ვაკუუმსა და კოსმოსის უკიდურესად დაბალ ტემპერატურაზე ხანგრძლივი საიმედო მუშაობის შენარჩუნება სჭირდებათ. ყავისფერი გამდნარი ალუმინის მიკროფხვნილით წვრილად გაპრიალებულ კერამიკულ საკისრებს ხახუნის უკიდურესად დაბალი კოეფიციენტი აქვთ და თითქმის არ წარმოქმნიან ცვეთის ნარჩენებს, რაც წარმოადგენს „დარწმუნებას“, რომელიც უზრუნველყოფს ამ კომპონენტების სტაბილურ მუშაობას ორბიტაზე ათი ან ოცი წლის განმავლობაში.
„ძველი მასალა“ „ახალი სიბრძნის“ გამოწვევებს აკმაყოფილებს
რა თქმა უნდა, ამ „ძველი მასალის“ გამოყენება აერონავტიკის ექსტრემალურ გარემოში ისეთი მარტივი არ არის, როგორც ქარხნიდან აბრაზივების ჩამოტანა. საქმე ბევრ სირთულეს უკავშირდება.
ყველაზე დიდი გამოწვევა „სიწმინდე“ და „ერთგვაროვნებაა“. ყავისფერი, შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილი, რომელიც საჭიროააერონავტიკის გამოყენებაუნდა იყოს უკიდურესად სუფთა, თითქმის სრულიად თავისუფალი მინარევებისაგან, რადგან ნებისმიერი არასასურველი კომპონენტი შეიძლება გახდეს ბზარების საწყისი წერტილი მაღალი დატვირთვის ან მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშ. გარდა ამისა, ნაწილაკების ზომა და ფორმა უნდა იყოს ძალიან ერთგვაროვანი; წინააღმდეგ შემთხვევაში, საფარს ექნება სუსტი წერტილები. „ეს ჰგავს უმაღლესი ხარისხის ნამცხვრის დამზადებას; არა მხოლოდ საუკეთესო ინგრედიენტები გჭირდებათ, არამედ ფქვილი ძალიან წვრილად და თანაბრად უნდა გაიცრათ“, - თქვა მასალების ხარისხის კონტროლის ინჟინერმა. „ჩვენი სკრინინგის და გაწმენდის პროცესი კიდევ უფრო მკაცრია, ვიდრე ხუთვარსკვლავიანი სასტუმროს სამზარეულოს მოთხოვნები“.
გარდა ამისა, ამ ფხვნილის ნაწილებზე „დატანის“ მეთოდიც რთული მეცნიერებაა. ამჟამად ყველაზე მოწინავე ტექნოლოგია ზებგერითი ალის შესხურებაა, რომელიც მიკროფხვნილის ნაწილაკებს საშუალებას აძლევს, სუბსტრატზე ხმის სიჩქარეზე რამდენჯერმე მეტი სიჩქარით ზემოქმედება მოახდინონ, რაც უფრო მტკიცე შეერთებას და უფრო მკვრივ საფარს ქმნის.
ცის მომავალი სწორედ ამგვარ „ძალას“ მოითხოვს.
აერონავტიკის ტექნოლოგიების უფრო მაღალ, სწრაფ და შორსმიმავალ ზღვრამდე განვითარებასთან ერთად, მასალებზე მოთხოვნები კიდევ უფრო მკაცრი გახდება. ჰიპერბგერითი თვითმფრინავები, მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდები, ღრმა კოსმოსური ზონდები... ეს მომავალი ვარსკვლავები - ყველაფერი ეს - უკიდურეს დაცვაზეა დამოკიდებული.
განვითარებაყავისფერი კორუნდის მიკროფხვნილიასევე უფრო ინტელექტუალური და კომპოზიტური მიმართულებით მიიწევს. მაგალითად, მეცნიერები ცდილობენ მის „დოპირებას“ სხვა ელემენტებით ან ისეთ ახალ მასალებთან, როგორიცაა გრაფენი, შეუხამონ. მიზანი არა მხოლოდ მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობაა, არამედ გარკვეულ ტემპერატურაზე დაზიანების ინტელექტუალურად აღქმის და თვითაღდგენის უნარიც კი. საავიაციო ძრავებისა და კოსმოსური თვითმფრინავების თერმული დაცვის სისტემების შემდეგი თაობა, სავარაუდოდ, ამ ტიპის „ჭკვიან“ გამაგრებულ საფარს გამოიყენებს.
ყავისფერი კორუნდის მიკროფხვნილის ისტორია მრავალი ჩინური სამრეწველო მასალის მიკროსამყაროა: ის მოკრძალებული წარმოშობისაა და შეუცვლელი როლი უჭირავს უწყვეტი ტექნოლოგიური დახვეწის წყალობით. შესაძლოა, ის ისეთივე კაშკაშა არ იყოს, როგორც ტიტანის შენადნობები და არც ისეთი მოდური, როგორც ნახშირბადის ბოჭკო, მაგრამ სწორედ ეს მშვიდი, კულისებს მიღმა არსებული „ძალა“ უჭერს მხარს კაცობრიობის ფრენის, ცის გარღვევისა და ღრმა კოსმოსის შორეულ კუთხეებში აფრენის ოცნებებს.
როდესაც ვარსკვლავებით მოჭედილ ცას ვუყურებთ და ყოველ წარმატებულ გაშვებას ვხარობთ, შესაძლოა გვახსოვდეს, რომ ამ კაშკაშა მეტალის ნათების ქვეშ უამრავი პაწაწინა, მტკიცე ყავისფერი ნაწილაკია, რომლებიც ჩუმად ასხივებენ თავიანთ შეუცვლელ ძალას.