راکٹ انجنوں کے ل Tit ٹائٹینیم کو بھولنے سے انتہائی درجہ حرارت کا مقابلہ کیسے ہوسکتا ہے؟

کائنات کو تلاش کرنے کے لئے انسانیت کے سفر میں ، راکٹ انجن زمین کے کشش ثقل سے آزاد ہونے کے لئے بنیادی طاقت کا ذریعہ ہیں۔ تاہم ، ان کے دہن کے چیمبروں کے اندر کا درجہ حرارت 3000 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے ، اور نوزل ​​سے باہر نکلنے والی گیس کا درجہ حرارت 1500 ڈگری سے زیادہ ہے ، جبکہ بیرونی خلائی ماحول - 253 ڈگری سے کم ہے۔ اس طرح کے انتہائی درجہ حرارت کی حدود کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، روایتی دھات کے مواد غیر مناسب ہیں ، جبکہ ٹائٹینیم کو معاف کرنا ، اپنی منفرد فزیوکیمیکل خصوصیات کے ساتھ ، راکٹ انجنوں میں ناگزیر "درجہ حرارت کے سرپرست" بن چکے ہیں۔

اعلی - درجہ حرارت کا میدان جنگ: ٹائٹینیم فرجنگ کا حرارت مزاحمتی کوڈ

راکٹ انجن کے دہن چیمبر میں ، ایندھن اور آکسیڈائزر کے مابین پرتشدد رد عمل کے ذریعہ جاری کردہ توانائی زیادہ تر دھاتوں کو پگھلانے کے لئے کافی ہے۔ ٹائٹینیم مصر دات کو معاف کرنا ، ساختی ڈیزائن اور عمل کی اصلاح کے ذریعہ ، ایک ٹرپل ہیٹ - مزاحم دفاع کی تعمیر کریں۔ مثال کے طور پر ٹی سی 4 ٹائٹینیم کھوٹ کو لے کر ، شامل 6 ٪ ایلومینیم ایک - حل تشکیل دیتا ہے ، جو اعلی درجہ حرارت پر ایک گھنے ایلومینا حفاظتی فلم تشکیل دیتا ہے ، جو آکسیجن کے دخول کو مؤثر طریقے سے روکتا ہے۔ 4 ٪ وینڈیم - مرحلے کے ڈھانچے کو مضبوط کرتا ہے ، جس سے مواد کی رینگنے کی طاقت کو 600 ڈگری سے زیادہ بہتر بنایا جاتا ہے۔ روسی بی ٹی 6 سی مصر کی ترقی میں ، محققین نے اناج کے ڈھانچے کی یکسانیت کو برقرار رکھتے ہوئے ذرہ میٹالرجی ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد -253 ڈگری تک بڑھا دی ، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ یہ مواد انتہائی درجہ حرارت کے اختلافات کے تحت آسانی سے ٹوٹنے والے فریکچر سے نہیں گزرتا ہے۔

مزید اعلی درجے کی ٹائی - ال انٹرمیٹالک کمپاؤنڈ - پر مبنی مرکب ، جیسے یٹریئم جیسے نایاب زمین کے عناصر کو متعارف کراتے ہوئے ، 600 {- 650 ڈگری کی حد میں بہترین کریپ مزاحمت کی نمائش کرتے ہیں۔ یہ مواد کلیدی اجزاء جیسے انجن ڈرموں میں استعمال ہوتے ہیں ، جو روایتی نکل پر مبنی مرکب دھاتوں سے 1.5 گنا اور کثافت میں 40 ٪ کمی سے تھرمل استحکام کی نمائش کرتے ہیں ، جس سے انجن کے وزن میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔ چین کا TI600 کھوٹ 600 ڈگری پر 800MPA سے زیادہ کی تناؤ کی طاقت کو برقرار رکھتا ہے اور لانگ مارچ سیریز راکٹوں کے لئے ٹربوپمپ بلیڈ کی تیاری پر کامیابی کے ساتھ اس کا اطلاق کیا گیا ہے۔

کریوجینک گہرائی: سختی اور طاقت کا ایک کامل توازن

جب کوئی راکٹ ماحول کو عبور کرتا ہے اور خلا میں داخل ہوتا ہے تو ، اجزاء کا درجہ حرارت تیزی سے نیچے - 200 ڈگری پر گرتا ہے۔ اس مقام پر ، ٹائٹینیم کو معاف کرنے کی کم - درجہ حرارت کی سختی ایک اہم کارکردگی کا اشارے بن جاتی ہے۔ TA1 خالص ٹائٹینیم کم درجہ حرارت پر اس کے چہرے پر مبنی کیوبک کرسٹل ڈھانچے کے استحکام کی بدولت مائع ہائیڈروجن درجہ حرارت (- 253 ڈگری) پر بھی 12 ٪ سے زیادہ کی لمبائی برقرار رکھتا ہے۔ برطانوی IMI834 کھوٹ ، بہتر / مرحلے کے تناسب کے ذریعہ ، -196 ڈگری ماحول میں 30J سے زیادہ اثر توانائی کی نمائش کرتا ہے ، جس سے یہ یورپی EJ200 انجن کے ہائی پریشر کمپریسر ڈسک کے لئے ترجیحی مواد بنتا ہے۔

گہری خلائی ایکسپلوریشن مشنوں میں ، ٹائٹینیم کو آگے بڑھانے کو اور بھی سخت کریوجینک حالات کا مقابلہ کرنا ہوگا۔ TI-5AL-2.5SN ELI مصر ، خاص طور پر مائع آکسیجن ایندھن کے ٹینکوں کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے ، 4K (-269 ڈگری) مائع ہیلیم ماحول میں 60J تک کی اثر کی توانائی کی حامل ہے ، جو ایلومینیم اور میگنیشیم کے اتحاد کی کریوجنک کارکردگی کی حد سے کہیں زیادہ ہے۔ یہ مواد یوروپا تحقیقات کے لئے ایندھن کے والوز کی تیاری میں بھی استعمال ہوتا ہے ، جس سے ایک -180 ڈگری مائع آکسیجن ماحول میں 80MPA · M¹/² سے زیادہ ٹوٹنے والے فریکچر کے خلاف مزاحمت کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

عمل کی جدت: انتہائی ماحولیاتی موافقت کے لئے تشکیل دینا

ٹائٹینیم کے فرجنگ کی کارکردگی کی پیشرفتوں کے عمل میں مسلسل جدت سے لازم و ملزوم ہیں۔ دو - فیزجنگ ٹکنالوجی ، درجہ حرارت 15 - 30 ڈگری کو - مرحلے کی تبدیلی کے نقطہ کے نیچے عین مطابق کنٹرول کرکے ، مواد کو بیک وقت - مرحلے کی طاقت اور - مرحلے کی سختی کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے۔ مثال کے طور پر ، ٹی سی 4 ایلوئی سلنڈر معاف ، 960 ڈگری پر حرارتی عمل کے عمل کے پیرامیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے اور 800 ڈگری پر فائنل فورجنگ کا استعمال کرتے ہوئے ، ایک مائکرو اسٹرکچر کا نتیجہ ہوتا ہے جہاں ٹھیک ایک مساوات والے اناج ایکیکولر مراحل کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ جڑ جاتے ہیں ، جس سے ایک مثالی دو فیز ڈھانچہ تشکیل دیتا ہے جو اعلی درجہ حرارت پر 500 سے زیادہ ایم پی اے کی پیداوار کی طاقت کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے۔

مزید پیچیدہ جیومیٹریوں کے لئے ، - فورجنگ ٹکنالوجی منفرد فوائد کی نمائش کرتی ہے۔ - مرحلے کی تبدیلی کے درجہ حرارت سے اوپر 30 - 40 ڈگری پر بڑی خرابی کے ساتھ جعل سازی کے ذریعہ ، ایک مکمل طور پر دوبارہ تشکیل دینے والی ٹھیک دانوں والے مائکرو اسٹرکچر کو حاصل کیا جاسکتا ہے۔ برطانوی IMI685 مصر کے ساتھ اس عمل کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ ٹربائن ڈسکیں 550 ڈگری پر رینگنے کی طاقت میں 40 ٪ اضافہ ظاہر کرتی ہیں ، جبکہ تھکاوٹ کی زندگی کو روایتی عمل سے دوگنا تک بڑھا دیتے ہیں۔ چین کا TI60 کھوٹ ، آئسوڈرمل فورجنگ اور ہیٹ ٹریٹمنٹ کا امتزاج ، اناج کے سائز کا عین مطابق کنٹرول 600 ڈگری پر 10μm سے کم یا اس کے برابر حاصل کرتا ہے ، جو کریپ مزاحمت کی بین الاقوامی سطح پر اعلی درجے کی سطح تک پہنچ جاتا ہے۔

مستقبل کا آؤٹ لک: سمارٹ میٹریلز نئی کامیابیوں کی قیادت کرتے ہیں

ایرو اسپیس ٹکنالوجی کی مسلسل ترقی کے ساتھ ، ٹائٹینیم کو آگے بڑھانا ذہانت اور جامع مواد کی طرف تیار ہورہا ہے۔ ٹائٹینیم میٹرکس میں فائبر آپٹک سینسر کو سرایت کرکے ، تناؤ کی تقسیم اور انتہائی درجہ حرارت کے تحت انجن کے اجزاء کی شگاف پھیلاؤ پر حقیقی وقت میں نگرانی کی جاسکتی ہے۔ جاپان کا ٹائی {{2} ni شکل میموری میموری کھوٹ اس وقت اپنی ساختی شکل کو ایڈجسٹ کرسکتا ہے جب درجہ حرارت میں تبدیلی آتی ہے ، انجن تھرمل تحفظ کے نظام کے ل active فعال ایڈجسٹمنٹ کی صلاحیتوں کو فراہم کرتا ہے۔

نیوکلیئر فیوژن انرجی کے شعبے میں ، نیوٹران شعاع ریزی کے خلاف اپنی بہترین مزاحمت کے ساتھ ، TI-6AL-4V-1B مصر دات ، ری ایکٹر کی پہلی دیوار کے ڈھانچے کے لئے امیدواروں کا مواد بن گیا ہے۔ یہ مصر دات 14MEV نیوٹران شعاع ریزی کے بعد 0.3 ٪ سے کم یا اس کے برابر سوجن کی شرح کی نمائش کرتی ہے اور 600 ڈگری پر 800MPA سے زیادہ کی تناؤ کی طاقت کو برقرار رکھتی ہے ، جس سے مستقبل میں انٹرپلانیٹری توانائی کے نظام کی وشوسنییتا کو یقینی بناتا ہے۔

زمین سے گہری جگہ تک ، اعلی - درجہ حرارت دہن کے چیمبروں سے لے کر کرائیوجینک ایندھن کے ذخیرہ کرنے والے ٹینکوں تک ، ٹائٹینیم معافی ، ان کی اعلی گرمی کی مزاحمت ، کم - درجہ حرارت کی سختی ، اور عمل موافقت کے ساتھ ، راکٹ انجنوں کے لئے "درجہ حرارت کی دفاعی لائن" کی تعمیر کریں۔ مواد سائنس اور مینوفیکچرنگ ٹکنالوجی میں مسلسل کامیابیوں کے ساتھ ، یہ "اسٹیل سرپرست" کائنات کی حدود کو تلاش کرنے اور خلائی تہذیب میں ایک نیا باب لکھنے کے لئے انسانیت کو آگے بڑھاتے رہیں گے۔