Космічні апарати, гіперзвукові літальні системи та перспективні ядерні енергетичні установки працюють у режимах, де метал плавиться, а полімери деградують — надвисокі температури, радіація, корозія та ударні навантаження швидко з’їдають запас міцності. Саме тому США роблять ставку на матеріали для екстремальних середовищ: Підрозділ електромагнітних систем компанії General Atomics (GA-EMS) та Національна лабораторія Оук-Ридж (ORNL) підписали меморандум про співпрацю, щоб прискорити промислове виробництво сучасних керамічних матричних композитів.
For reference: GA-EMS спеціалізується на передових технологіях. Він розробляє та виробляє електромагнітні системи, високовольтні силові установки, магнітні двигуни, системи запуску літаків, рейкові гармати, а також ядерні технології і компоненти для аерокосмічної та оборонної галузей.
ORNL — це найбільша науково-дослідна установа Міністерства енергетики США, яка спеціалізується на передових дослідженнях у галузі матеріалознавства, ядерної енергетики, суперкомп’ютерів, ізотопів та енергоефективності.
За умовами угоди GA-EMS перевірятиме й відпрацьовуватиме свої виробничі процеси для керамічних прекурсорів, волокон і композитів, залучаючи інфраструктуру та експертизу Демонстраційного центру з виробництва (ДЦВ) при ORNL — майданчика, створеного для швидкого впровадження адитивних і композитних технологій у промисловість. Партнери планують показати як підвищити енергоефективність, продуктивність і стабільність технологічних циклів, щоб забезпечити надійні ланцюги постачання таких матеріалів для державних агенцій і цивільних ринків.
У фокусі — масштабовані методи виготовлення прекурсорів, волокон, композитів і покриттів для систем carbon/carbon, carbon/SiC та SiC/SiC. Команда має поєднати інноваційні процеси GA-EMS із відпрацьованими практиками ДЦВ: удосконалення смол і зв’язуючих, точніше формування, вбудований контроль параметрів у процесі та оптимізована термообробка. У GA-EMS очікують, що це скоротить виробничі цикли й допоможе швидше доводити матеріали до реальних застосувань — від теплозахисту гіперзвукових систем до компонентів для ядерних і термоядерних демонстраторів.
For reference: система «carbon/carbon» — це високотехнологічний композитний матеріал, що має надзвичайно високу міцність, низьку щільність та зберігає робочі властивості при температурі до 3000 °C, що робить його незамінним у авіації, космосі та гальмівних системах; система сarbon/SiC — це високотехнологічний композиційний матеріал або структура, що поєднує виняткову термостійкість, механічну міцність, зносостійкість і низьку щільність, часто використовуючись як захисні покриття або конструкційні матеріали; система SiC/SiC — це передовий керамічний композиційний матеріал, який поєднує надвисоку термостійкість, міцність та зносостійкість, що дозволяє використовувати його в авіакосмічній техніці, турбінах та ядерних реакторах.
Матеріали класу C/C і SiC/SiC — це шлях до легших і термостійких конструкцій: теплозахисту для багаторазових апаратів, елементів двигунів/теплообмінників, деталей, що працюють під потужним тепловим потоком і радіацією. ORNL зазначає, що їхні технології для композитів в екстремальних умовах орієнтовані, in particular, на застосування у космічних польотах, а також демонструє приклади на кшталт теплозахисних елементів для місій NASA.
Source: https://universemagazine.com