एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए हाफ़नियम छड़

Hafnium Rods में एक अल्ट्रा - उच्च पिघलने बिंदु (2233 डिग्री C) होना चाहिए और 1600-2000 डिग्री C. के वातावरण में संरचनात्मक शक्ति बनाए रखना चाहिए। ऑक्सीकरण प्रतिरोध तापमान को 2000 की डिग्री सेट से ऊपर की ओर बढ़ाया जा सकता है, जो कि सतह हैफनियम कार्बाइड (HFC) या HAFNIUM DISILICIDE (HFSI ₂) कोटिंग के माध्यम से हो सकता है। यह विशेषता रॉकेट इंजन नोजल गले के लाइनर और हाइपरसोनिक विमान अग्रणी किनारों में इसके आवेदन के लिए आधार है, और इसे बिना किसी विफलता के 5 से अधिक मच संख्या के साथ 3000 डिग्री सी गैस कटाव या वायुगतिकीय हीटिंग का सामना करना पड़ता है।
इस सामग्री को उच्च ताकत (1200 डिग्री सी पर 200 एमपीए से अधिक या उससे अधिक तन्यता ताकत), उच्च रेंगना प्रतिरोध, और उच्च तापमान पर कम थर्मल विस्तार गुणांक की आवश्यकता होती है, और खुर के बिना गंभीर तापमान परिवर्तन (जैसे इंजन इग्निशन/शटडाउन चक्र) का सामना करने में सक्षम हो। यह सुविधा विमान इंजन टरबाइन ब्लेड के कोटिंग सब्सट्रेट के लिए महत्वपूर्ण है और दहन कक्ष थर्मल थकान के कारण होने वाले संरचनात्मक परिसीमन को रोकने के लिए समर्थन करता है।
इसे विमानन ईंधन दहन उत्पादों (जैसे सल्फाइड्स), हाइड्रैजीन प्रोपेलेंट, और उच्च - तापमान और उच्च - दबाव ऑक्सीकरण वायुमंडल के क्षरण के साथ, 0.01 मिमी से कम वार्षिक संक्षारण दर के साथ भी इसका विरोध करने की आवश्यकता है। यह स्थिति रॉकेट इंजन ईंधन वाल्व कोर में अपने लंबे - टर्म स्टेबल ऑपरेशन को सुनिश्चित करती है और re - प्रविष्टि थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम, जंग के कारण होने वाली विफलताओं से बचती है।
परमाणु थर्मल प्रोपल्शन या स्पेस रिएक्टरों के लिए उपयोग की जाने वाली हाफनियम रॉड्स को अपने उच्च न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस - सेक्शन (104 बार) लाभ का लाभ उठाने की आवश्यकता होती है। वे परमाणु रिसाव को रोकने के लिए यूरेनियम ईंधन तत्वों के लिए क्लैडिंग सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं और न्यूट्रॉन अवशोषण के माध्यम से प्रतिक्रिया दरों को विनियमित करते हैं, गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण परमाणु ऊर्जा प्रणालियों में नियंत्रण और सुरक्षा सुरक्षा के लिए एक दोहरी गारंटी प्रदान करते हैं।
प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करते समय डिजाइन का अनुकूलन करें, और खोखले संरचनाओं, समग्र सामग्री और अन्य तरीकों के माध्यम से वजन कम करें। इसी समय, जटिल एयरोस्पेस घटकों के विनिर्माण और रखरखाव की जरूरतों को पूरा करने के लिए अच्छी वेल्डेबिलिटी (इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग के साथ संगत), कोटिंग आसंजन, और मशीनीकरण के लिए आवश्यक है।

कोर प्रक्रिया प्रवाह

विनिर्माण प्रक्रिया उच्च - शुद्धता धातु विज्ञान, सटीक थर्मल प्रसंस्करण और सतह इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करती है

1, उच्च - की तैयारी है

• हफ़नियम जिरकोनियम का पृथक्करण और शुद्धि

न्यूक्लियर ग्रेड हाफनियम को एक्सट्रैक्शन और सेपरेशन तकनीकों (जैसे कि Mibk thiocyanate सिस्टम) का उपयोग करके Zirconium Hafnium Co से अयस्क से निकाला जाता है, और इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (EBM) का उपयोग ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है, जो कि अधिक से अधिक या अधिक से अधिक है। सब्सट्रेट का प्रतिरोध।

• मिश्रधातु -अभिप्राय

हफनियम मिश्र धातुओं (जैसे कि hf - c और hf - si) बनाने के लिए कार्बन (c) और सिलिकॉन (Si) जैसे तत्वों को जोड़ना उच्च - तापमान की शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को बढ़ाता है, और वैक्यूम उपभोग्य आर्क मेल्टिंग (वेर) के माध्यम से संरचना की एकरूपता सुनिश्चित करता है।
2, थर्मोमैकेनिकल प्रसंस्करण और गठन

• गर्म फोर्जिंग बिललेट

Multi directional forging is carried out on the γ - phase region (>1300 डिग्री सी) एएस कास्ट स्ट्रक्चर को तोड़ने के लिए, अनाज के आकार को परिष्कृत करें, और शुरू में एक रॉड बिलेट (φ 100-200 मिमी का व्यास) बनाएं।

• हॉट एक्सट्रूज़न और रोलिंग

हॉट एक्सट्रूज़न या हॉट रोलिंग को एक सुरक्षात्मक वातावरण (आर्गन गैस) के तहत बार के व्यास को लक्ष्य आकार (जैसे φ 50-100 मिमी) तक कम करने के लिए किया जाता है, और ऑक्सीकरण को रोकने के लिए प्रक्रिया के दौरान तापमान को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है।

• कोल्ड फिनिश

कोल्ड ड्रॉइंग या कोल्ड रोलिंग द्वारा आयामी सटीकता (सहिष्णुता) 0.1 मिमी) में सुधार करने के लिए, और प्रसंस्करण तनाव को खत्म करने के लिए इंटरमीडिएट एनीलिंग (800-900 डिग्री सी/वैक्यूम) का संचालन करते हुए, 10-150 मिमी के व्यास के साथ सटीक हफनियम छड़ें अंततः प्राप्त की जाती हैं।
3, सतह उच्च - तापमान कोटिंग उपचार

• हाफनियम कार्बाइड (एचएफसी) कोटिंग की तैयारी

एचएफसी कोटिंग (मोटाई 50 - 200 μ मीटर) उत्पन्न करने के लिए रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) का उपयोग करके, हाफ़नियम रॉड की सतह पर, एंटी-ऑक्सीकरण तापमान 2000 से अधिक डिग्री सी तक उठाया जाता है, जो रॉकेट इंजन नोजल थ्रोट अस्तर के लिए उपयुक्त है।

• हाफ़नियम डिसिलसाइड की तैयारी (HFSI ₂) कोटिंग

एचएफएसआई ₂ कोटिंग (मोटाई 100-300 μ मीटर) स्लरी सिंटरिंग विधि द्वारा बनाई जाती है, जो 1600 डिग्री सी पर उच्च तापमान ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है और हाइपरसोनिक विमान के अग्रणी किनारे पर उपयोग किया जाता है।

• लेजर सतह मिश्र धातु

लेजर क्लैडिंग को स्थानीय क्षेत्रों (जैसे इंजन ब्लेड टेनन) पर लागू किया जाता है ताकि एक पहनने - प्रतिरोधी और संक्षारण - प्रतिरोधी मजबूत परत को उत्पन्न किया जा सके।
4, प्रदर्शन परीक्षण और एयरोस्पेस प्रमाणन

• उच्च तापमान प्रदर्शन परीक्षण

1600 डिग्री सी एंटीऑक्सिडेंट परीक्षण (ऑक्सीकरण वजन बढ़ाना<1 mg/cm ² · h);
1200 डिग्री सी उच्च तापमान तन्यता परीक्षण (200 एमपीए के बराबर या बराबर ताकत) और रेंगना परीक्षण (विरूपण (विरूपण)<1% after 100 hours).

• गैर - विनाशकारी परीक्षण

आंतरिक दोषों के लिए अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाना;
X - कोटिंग बॉन्डिंग स्ट्रेंथ और पोरसिटी का किरण निरीक्षण।

• एयरोस्पेस मानक प्रमाणन

AMS 7898 (एयरोस्पेस में हाफनियम सामग्री के लिए विनिर्देश) और नासा - SPEC-5000 श्रृंखला मानकों के साथ, यह सुनिश्चित करना कि सामग्री अंतरिक्ष वातावरण के लिए उपयुक्त है।

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