Zamonaviy reaktiv dvigatellarning markazida asosiy muammo bor:

Turbina pichoqlari ular tayyorlangan materialning erish nuqtasidan yuqori haroratga ta'sir qiladi.

Nikel{0}}asosidagi super qotishmalar bugungi kunda eng issiqlikka chidamli{1}}konstruktiv materiallardan biridir. Shunga qaramay, hatto bu qotishmalar taxminan 1300 daraja yoki biroz yuqoriroqda eriydi.

Biroq, zamonaviy dvigatelning yonish kamerasidan chiqadigan gaz 1500 darajadan oshib ketishi mumkin.

Xo'sh, nega turbinaning pichog'i erimaydi?

Javob hayratlanarli darajada oddiy:

Bu ichi bo'sh.

Zamonaviy turbinali pichoqning ichida ichki sovutish yo'llarining yuqori darajada ishlab chiqilgan tarmog'i mavjud. Sovutish havosi pichoq ildizi orqali kiradi, bu yo'llar orqali o'tadi, metalldan issiqlikni oladi va oxir-oqibat pichoq yuzasidagi yuzlab mayda teshiklardan chiqadi.

Chiqib ketayotgan havo pichoq va uning atrofidagi issiq gaz o'rtasida nozik himoya qatlamini hosil qiladi.

Aslida, pichoq uni eritish uchun etarlicha issiq muhitda ishlayotganda doimo o'zini sovutadi.

Ammo bu boshqa muammoni keltirib chiqaradi.

Egri, tarvaqaylab ketgan, juda nozik va an'anaviy kesish asbobi etib bo'lmaydigan sovutish yo'llarini o'z ichiga olgan metall komponentni qanday ishlab chiqarasiz?

Siz ularni ishlamaysiz.

Siz ularni keramika bo'lagi atrofiga tashlaysiz.

Bu keramika komponenti a deyiladikeramik yadro.

U hech qachon tayyor dvigatelda ko'rinmasligi mumkin. Pichoq xizmatga kirishidan oldin u butunlay eritilishi va olib tashlanishi mumkin.

Ammo usiz eng ilg'or ichi bo'sh turbinaning ko'plab qanotlarini ishlab chiqarish juda qiyin - va ba'zi hollarda - ishlab chiqarish imkonsiz bo'lar edi.

Nima uchun turbin pichoqlarini sovutish kerak

Turbinaning old qismidagi harorat gaz turbinali dvigatelning ishlashi va issiqlik samaradorligini boshqaruvchi asosiy omillardan biri-dir.

Umuman olganda, turbinaning kirish haroratining oshishi dvigatelga yonish jarayonidan ko'proq foydali energiya olish imkonini beradi.

Ammo qattiq materiallar chegarasi mavjud.

Bundan ham yuqori erish nuqtasiga ega bo'lgan qotishma ishlab chiqarishning o'zi etarli emas. Zamonaviy turbina materiallari allaqachon ularning mikro tuzilmalari bardosh bera oladigan chegaralarga yaqin ishlaydi.

Yechim metallning to'liq gaz haroratida omon qolishiga yo'l qo'ymaslikdir.

Yechim - bumetallning o'zini atrofdagi gazdan sezilarli darajada sovuqroq tuting.

Bu erda turbinani sovutish kiradi.

Sovutish havosi kompressordan chiqariladi va turbina pichog'i ichidagi o'tish joylari orqali yuboriladi.

Ichki kanallar bo'ylab oqayotganda, u pichoqdan issiqlikni olib tashlaydi.

Keyin havo pichoq yuzasida aniq joylashtirilgan teshiklar orqali chiqariladi.

Bu sifatida tanilgankino sovutish.

Sovutish havosi sirt ustida tarqaladi va metall va issiq yonish gazlari o'rtasida nozik bir qatlam hosil qiladi.

Natijada ajoyib muhandislik hiylasi:

Atrofdagi gaz qotishma erish nuqtasidan issiqroq bo'lishi mumkin, shu bilan birga haqiqiy metall harorati kritik harorat chegarasidan past bo'lib qoladi.

Ammo bunday sovutish tizimini loyihalash muammoning faqat yarmidir.

Qolgan yarmi uni ishlab chiqaradi.

Ishlab chiqarish muammosi: Qanday qilib siz mashinani{0}}mumkin emas{1}} qilasiz?

Rivojlangan turbinali pichoq ichidagi sovutish yo'llari oddiy burg'ulash teshiklari emas.

Ular o'z ichiga olishi mumkin:

egri o'tish joylari,

bir nechta filiallar,

serpantin kanallari,

yupqa devorlar,

ichki qovurg'alar,

to'qnashuv tuzilmalari,

va aniq joylashtirilgan sovutish rozetkalari.

Ba'zi o'tish joylari juda kichik va geometrik jihatdan murakkab bo'lib, an'anaviy burg'ulash yoki frezalash ularga etib bormaydi.

Asbob jismoniy jihatdan kerakli geometriyaga kira olmasa, hatto ilg'or ishlov berish texnikasi ham asosiy cheklovlarga ega.

Investitsion kasting yechimni taqdim etadi.

Ichki o'tish joylarini yaratish uchun materialni olib tashlashga harakat qilish o'rniga, ishlab chiqaruvchilarboshidan quyma ichiga parchalar qurish.

Va buni amalga oshirishning kaliti keramik yadrodir.

Keramika yadrosini turbina pichog'ining ichki qismi uchun vaqtinchalik uch o'lchovli qolip sifatida tasavvur qiling{0}}.

Metall oxir-oqibat pichoqqa aylanadi.

Keramika vaqtincha sovutish o'tish joylariga aylanadigan joyni egallaydi.

Metall qattiqlashgandan so'ng, keramika chiqariladi.

Orqada qolgan narsa ichki sovutish tarmog'idir.

Keramika yadrosining hayot aylanishi

Keramika yadrosi asosan bir marta ishlatiladigan komponent bo'lib, juda talabchan ishni bajaradi.

1. Yadroni yasash

Ishlab chiqarish ehtiyotkorlik bilan boshqariladigan keramika formulasidan boshlanadi.

Qo'llash va ishlab chiqarish yo'liga qarab, keramika kukunlari inyeksion kalıplama, jel quyish yoki seramika qo'shimchalarini ishlab chiqarish kabi jarayonlar yordamida shakllantirilishi mumkin.

Olingan yashil korpus pichoqning ichki sovutish tizimining murakkab geometriyasini takrorlaydi.

Keyin u quritiladi, kerak bo'lganda ajratiladi va yuqori haroratda sinterlanadi.

Yakuniy keramika yadrosi keyingi barcha narsalardan omon qolish uchun etarli kuch va o'lchov barqarorligiga ega bo'lishi kerak.

Va o'lchov aniqligi juda katta ahamiyatga ega.

Yadrodagi kichik xato sovutish yo'lidagi kichik xatoga aylanadi.

Yuqori darajada optimallashtirilgan turbinali pichoqda, bu sovutish ishiga, mahalliy metall haroratiga va pirovardida pichoqning ishlash muddatiga ta'sir qilishi mumkin.

2. Mum namunasini qurish

Tayyor sopol yadro matritsa ichiga joylashtirilgan.

Keyin yadro atrofiga mum AOK qilinadi.

Mum qotib qolgandan so'ng, natijada turbina pichog'ining tashqi geometriyasini ifodalovchi mum naqsh hosil bo'ladi, uning ichiga keramik yadro o'rnatilgan.

Hozirgi vaqtda kelajakdagi sovutish yo'llari allaqachon mavjud -, lekin ular hali ham keramika bilan band.

3. Investitsiyalarni yaratish-Casting Shell

Mum namunasi qayta-qayta seramika shlamiga botiriladi va o'tga chidamli material bilan qoplanadi.

Qatlam-qatlam, mum naqsh atrofida kuchli keramika qobig'i qurilgan.

Qobiq kerakli qalinlik va quvvatga erishgandan so'ng, mum odatda bug 'yoki boshqariladigan isitish yordamida chiqariladi.

Mum oqib chiqadi.

Keramika yadrosi ichkarida qoladi.

Natijada ikkita muhim sopol konstruksiyadan-investitsion quyma qolip hosil bo‘ladi:

pichoqning tashqi shaklini belgilaydigan tashqi qobiq va uning sovutish yo'llarini belgilaydigan ichki keramik yadro.

4. Superqotishmani quyish

Qolib oldindan isitiladi va boshqariladigan quyish muhitiga o'tkaziladi.

Nikel{0}}asosidagi super qotishma eritiladi va qattiq nazorat ostida, ko'pincha vakuum yoki inert atmosferada qolipga quyiladi.

Eritilgan metall keramik yadro atrofidagi bo'shliqni to'ldiradi.

Qotishma qattiqlashganda, ichki yadroning geometriyasini saqlab, pichoq shaklini oladi.

Ilg'or turbinalar uchun qattiqlashuv jarayonining o'zi juda murakkab bo'lishi mumkin, jumladan, yo'nalishli qattiqlashuv va ba'zi ilovalar uchun bir-kristal o'sishi.

Jarayon oxirida metall pichoq mavjud.

Ammo keramik yadro hali ham uning ichida qolib ketgan.

5. Yadroni olib tashlash

Endi keramika{0}}yadro texnologiyasini g‘ayrioddiy qiladigan qism keldi.

Yadro quyish jarayonida - omon qolishi va keyin samarali ravishda yo'qolishi kerak.

Yadro tizimi va qotishma qo'llanilishiga qarab, keramikani olib tashlash uchun kimyoviy yuvish qo'llaniladi.

Ishqoriy eritmalar keramikaga hujum qiladi va uni asta-sekin buzadi.

Qolgan zarralar yadro yaratgan bir xil tor yo'laklar orqali yuviladi.

Maqsad oddiy:

Metallni buzilmasdan qoldiring. Sovutish yo'llarini ochiq qoldiring. Hech qanday keramika qoldirmang.

Yadro o'z ishini yakunladi.

Va u ketdi.

Qarama-qarshilik atrofida yaratilgan material

Bu keramika{0}}yadrosini yaratishni qiyinlashtiradi.

Materiallar bir-biriga qarshi ishlaydigan ikkita talabni qondirishi kerak.

Kasting paytida: u juda barqaror bo'lishi kerak.

Yadro 1500 daraja atrofidagi haroratlarda erigan superalaşım ta'siriga uchraydi.

U qarshilik ko'rsatishi kerak:

yorilish,

deformatsiya,

eroziya,

o'rmalash,

va o'lchov o'zgarishi.

Agar yadro oz miqdorda harakat qilsa, sovutish yo'llarining geometriyasi o'zgarishi mumkin.

Ilg'or turbinali pichoq uchun bu qimmat bo'lgan quymani hurdaga aylantirish uchun etarli bo'lishi mumkin.

Kastingdan keyin: uni olib tashlash oson bo'lishi kerak.

Shu bilan birga, keramika oddiy yuqori barqaror strukturali keramika kabi o'zini tuta olmaydi.

Agar u quyishdan keyin kimyoviy jihatdan buzilmagan bo'lsa, u pichoq ichida doimiy ravishda qolib ketishi mumkin.

Sovutish yo'llari tiqilib qoladi.

Pichoq yaroqsiz bo'lar edi.

Shunday qilib, ideal keramika yadrosi ikki xil daqiqada deyarli ikki xil material kabi harakat qilishi kerak:

Quyma paytida u yuqori haroratli{0}}tuzilish komponenti kabi harakat qilishi kerak.

Kastingdan so'ng, u toza olib tashlanishi mumkin bo'lgan qurbonlik materiali kabi harakat qilishi kerak.

Bu qarama-qarshilik keramika{0}}asosiy materiallar muhandisligining markazidir.

Kremniy oksidi alyuminiy oksidiga qarshi

Ikkita muhim keramika{0}}asosiy materiallar turkumlari silika-va alumina-asosidagi tizimlardir.

Silika{0}}asosidagi yadrolar

Eritilgan silika bir nechta jozibali xususiyatlarga ega.

U nisbatan yaxshi yuvilishi, nisbatan past ishlov berish harorati va qulay ishlab chiqarish iqtisodiyotini taklif qilishi mumkin.

Biroq, yuqori{0}}harorat o'lchovi barqarorligi va o'rmalash harakati cheklovlarga aylanishi mumkin, ayniqsa quyish harorati va ishlov berish talablari ortishi bilan.

Alumina{0}}asosidagi yadrolar

Alyuminiy oksidi mukammal yuqori{0}}harorat barqarorligi va emirilishga chidamliligini ta'minlaydi.

Bu alumina{0}}asosidagi yadrolarni talabchan ilovalar, jumladan, ilg'or-bir kristalli turbina pichoqlari uchun jozibador qiladi.

Eng muhimi shundaki,{0}}barqaror alyuminiy oksidi quyishdan keyin olib tashlash qiyinroq bo'lishi mumkin.

Shuning uchun muhandislik muammosi muvozanatlashdan biriga aylanadimustahkamlik, o'lchov barqarorligi, g'ovaklik, faza tarkibi va suzuvchanlik.

Eng yaxshi yadro eng kuchli keramika bo'lishi shart emas.

Bu butun ishlab chiqarish tsikli uchun xususiyatlarning to'g'ri kombinatsiyasiga ega keramika.

Haqiqiy ishlab chiqarish darbog'i qayerda

Odamlar ilg'or samolyot dvigatellari ortidagi texnologiya haqida o'ylashganda, ular aniq muammolarga e'tibor berishadi:

dvigatel arxitekturasi, turbina pardasi qotishmasi, monokristal texnologiyasi, sovutish dizayni yoki yuqori-haroratli qoplamalar.

Ammo ilg'or keramika yadrolari ishlab chiqarish zanjiridagi yana bir muhim bo'g'indir.

Va muammo shunchaki keramika qismini yasash emas.

Uning atrofida butun bir tizim qurmoqda.

Kukun sifati

Yuqori samarali{0}}yadrolar ehtiyotkorlik bilan boshqariladigan keramika kukunlarini talab qiladi.

Soflik, zarrachalar{0}}oʻlchami taqsimoti, zarrachalar morfologiyasi, sirt kimyosi va boshqa xususiyatlar yakuniy yadroga taʼsir qilishi mumkin.

Boshlang'ich kukundagi kichik o'zgarishlar shakllantirish, quritish, sinterlash, porozlik, kuch va o'lchov barqarorligiga ta'sir qilishi mumkin.

Jarayonni boshqarish

Ishlab chiqarish oynasi sezilarli darajada tor bo'lishi mumkin.

Shakllanish sharoitlari, bog'lovchi tarkibi, ajralish, sinterlash harorati yoki ushlab turish vaqtining o'zgarishi yadroning mikro tuzilishi va xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin.

Bu keramika{0}}asosiy ishlab chiqarish ko'p jihatdan to'plangan texnologik bilimlarga tayanishining sabablaridan biridir.

Qog'ozdagi retsept barqaror ishlab chiqarish jarayoni bilan bir xil bo'lishi shart emas.

Malaka

Aerokosmik komponentlar juda talabchan ishonchlilik talablari ostida ishlaydi.

Yangi material yoki ishlab chiqarish jarayonini oddiygina joriy qilish mumkin emas, chunki laboratoriya sinovlari istiqbolli ko'rinadi.

U keng qamrovli sinovdan, jarayonni tekshirishdan, takroriylik bo'yicha tadqiqotlardan va malakadan o'tishi kerak.

Bu aerokosmik ta'minot zanjirlariga kirishni va almashtirishni qiyinlashtiradi.

Keramika yadrolari uchun ishlab chiqarish qobiliyati to'g'ri uskunaga ega bo'lishdan ko'ra ko'proq narsani anglatadi.

ega ekanligini anglatadimateriallar, jarayon nazorati, sifat tizimlari, muhandislik tajribasi va malaka tarixibir xil natijani qayta-qayta ishlab chiqarish.

Keyingi chegara: Seramika 3D bosib chiqarish

An'anaviy keramika{0}}yadro ishlab chiqarish asosan asboblarga tayanadi.

Dizaynerlar tobora murakkab sovutish arxitekturalari bilan tajriba o'tkazmoqchi bo'lganda, bu muammoga aylanadi.

Seramika qo'shimchalarini ishlab chiqarish boshqa yondashuvni taklif qiladi.

Fotopolimerizatsiya{0}}asosidagi keramik 3D bosib chiqarish yordamida murakkab yadro geometriyalarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri raqamli modellardan ishlab chiqarish mumkin, bu esa an’anaviy qoliplash bilan bog‘liq bo‘lgan ba’zi asbob cheklovlarini yo‘q qiladi.

Bu rivojlanishni osonlashtirishi mumkin:

yanada murakkab sovutish yo'llari,

nozik tuzilmalar,

noan'anaviy ichki geometriyalar,

va tez takrorlanadigan sovutish dizaynlari.

Ammo qo'shimcha ishlab chiqarish sehrli yechim emas.

Texnologiya hali ham tana bir xilligi, oʻlchov aniqligi, sinterlashning qisqarishi, nuqsonlarni nazorat qilish, oʻtkazuvchanlik va xarajat bilan bogʻliq muammolarga duch kelmoqda.

Laboratoriya namoyishi - bu bir narsa.

Izchil xususiyatlarga ega minglab aerokosmik-yadrolarni ishlab chiqarish boshqa.

O'sha o'tish"chop etish mumkin"uchun"u sanoat miqyosida ishonchli tarzda ishlab chiqarilishi mumkin"muhandislik ishlarining katta qismi saqlanib qolgan.

Yo'qolib ketadigan komponent

Keramika yadrosi bilan bog'liq eng qiziqarli narsa, oxirida u bilan nima sodir bo'lishi mumkin.

U tayyor dvigatelning bir qismiga aylanmaydi.

Bu yo'lovchilar hech qachon ko'ra oladigan texnik xususiyatlarda ko'rinmaydi.

Bu to'g'ridan-to'g'ri dvigatelning kuchiga hissa qo'shmaydi.

Kasting jarayonidan so'ng u olib tashlanadi va tashlanadi.

Va shunga qaramay, u holda ilg'or turbinali pichoqning murakkab ichki sovutish arxitekturasi hech qachon mavjud bo'lmasligi mumkin.

Biz zamonaviy samolyot dvigatelini ko'rib chiqsak, biz diqqatni ajoyib narsalarga - ulkan kuchga, ilg'or qotishmalarga, bir-kristalli pichoqlarga, murakkab sovutish tizimlariga va haddan tashqari ish haroratiga qaratamiz.

Ammo ilg'or ishlab chiqarish ko'pincha kichikroq narsalarga asoslanadi.

Yo'qolib ketadigan materiallar.

Vaqtinchalik tuzilmalar.

Maxsus kukunlar.

Yakuniy mahsulotda hech qachon ko'rinmasligi mumkin bo'lgan mayda komponentlar.

Keramika yadrosi ulardan biridir.

U - kerak bo'lgan paytda omon qolish va ishi tugashi bilanoq yo'q bo'lib ketish uchun mo'ljallangan.

Bu ko'rinmas ishlab chiqarish texnologiyasining eng mos tavsifi bo'lishi mumkin:

hech qachon uchmaydigan komponent, lekin parvozni amalga oshirishga yordam beradi.