1 Hodnota extrémně korozivzdorných kovových materiálů
Kosmické lodě, které operují na oběžné dráze, se musí potýkat s několika nepřátelskými podmínkami, jako jsou výrazné teplotní výkyvy, vysoká radiace, mikrogravitace a kosmický prach. Mezi nimi je jedním z hlavních prvků ovlivňujících životnost a výkon kosmické lodi koroze. Koroze nejen snižuje kvalitu materiálu, ale může také vést ke strukturálnímu selhání, a tím ohrožovat bezpečný provoz kosmické lodi. Volba vysoce korozivzdorných kovových materiálů je proto nezbytným způsobem, jak zaručit dlouhodobý stabilní provoz kosmických lodí v náročných podmínkách.
2 Dva praktické příklady extrémně korozivzdorných kovových materiálů
slitina titanu
Díky své velké pevnosti, nízké hustotě a vynikající odolnosti proti korozi byla titanová slitina široce používána v součástech vesmírných lodí. U důležitých částí, jako jsou křídla, trup a motory raketoplánů, například slitiny titanu výrazně zvyšují pevnost a odolnost součástí proti korozi, čímž prodlužují životnost kosmické lodi. Kromě toho má titanová slitina výjimečnou biokompatibilitu, a proto se často používá při výrobě lékařských nástrojů a obytných prostor pro astronauty na vesmírných projektech s lidskou posádkou.
Slitina na bázi niklu
Perfektními materiály pro systémy tepelné ochrany kosmických lodí a součásti motoru jsou slitiny na bázi niklu, protože mají vynikající výkon při vysokých teplotách a odolnost proti korozi. Slitiny na bázi niklu si mohou udržet stabilní mechanické vlastnosti a dobrou odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách, čímž zabraňují selhání součástí v důsledku vysokoteplotní koroze. Kromě toho slitiny na bázi niklu nabízejí vynikající svařovací a zpracovatelské vlastnosti, což usnadňuje výrobu komplikovaných tvarových součástí.
čistá ocel
Pro své skvělé mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi nachází nerezová ocel své místo při stavbě vesmírných lodí. Zejména v palivových nádržích, potrubních systémech kosmických lodí a spojovacích materiálech použití nerezové oceli výrazně zvyšuje odolnost součástí proti korozi a životnost. Dále je vhodná pro výrobu součástí pracujících ve velmi nízkých teplotách nerezová ocel, která má vysokou odolnost vůči nízkým teplotám.
Li-hliníková slitina
Novou lehkou vysoce pevnou slitinou s velkou odolností proti korozi a únavovou pevností je slitina hliníku a lithia. U dílů, jako jsou povrchy křídel, trup a stěny kabiny, nacházejí slitiny hliníku a lithia skvělé uplatnění při stavbě vesmírných lodí. Mechanické vlastnosti lithiových slitin hliníku a odolnost proti korozi lze dále zlepšit optimalizací složení slitiny a techniky tepelného zpracování, čímž uspokojí potřeby kosmických lodí na nízkou hmotnost a vysoký výkon.
3 Trend ve vývoji vysoce korozivzdorných kovových materiálů
Vývoj vysoce korozivzdorných kovových materiálů sleduje následující trendy s ohledem na neustálé zlepšování letecké techniky a rostoucí potřeby výkonu kosmických lodí:
Další vylepšení vlastností materiálu
Pevnost, houževnatost a odolnost proti korozi kovových materiálů vysoce odolných vůči korozi lze dále zvýšit optimalizací složení slitiny, modernizací metod tepelného zpracování a postupů povrchové úpravy. Splňuje potřeby složitějších a nepřátelštějších vesmírných nastavení, což pomůže zvýšit výkon a životnost součástí kosmických lodí.
Tenké provedení
Při zachování vysoké odolnosti proti korozi je lehký design významným trendem ve stavbě vesmírných lodí. Moderní výrobní technologie a nové lehké vysoce pevné slitiny pomáhají snížit hmotnost kosmické lodi a zvýšit efektivitu letu a kapacitu nákladu.
Rozmanité materiály
Jak se vesmírné mise liší, mění se i funkční potřeby součástí kosmických lodí. Kovové materiály vysoce odolné vůči korozi porostou v budoucnu směrem k multifunkčnosti – tedy odolnosti vůči korozi, vysoké teplotě, odolnosti vůči záření a biokompatibilitě – aby uspokojily potřeby přizpůsobení kosmické lodi náročným prostředím.
Ochrana životního prostředí a udržitelnost
Výzkum a aplikace vysoce korozivzdorných kovových materiálů bude také věnovat větší pozornost ochraně životního prostředí a udržitelnosti v rámci světové dohody o ochraně a udržitelnosti životního prostředí. Ekologické výroby je dosaženo snížením spotřeby energie a emisí při přípravě materiálu pomocí ekologických technik přípravy a technologie recyklace.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-parts-for-aerospace.html