เหตุใดกราไฟท์จึงใช้ในหัวฉีดจรวด

ทำไมกราไฟท์จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในหัวฉีดจรวด? ลองมาดูวัสดุและกระบวนการผลิต

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศหัวฉีดจรวดเป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่รับผิดชอบในการเร่งการขับออกสูง - อุณหภูมิสูง - ก๊าซแรงดันสร้างแรงขับอย่างมหาศาล กราไฟท์ที่มีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับหัวฉีดจรวดและแม่พิมพ์กราไฟท์และชิ้นส่วนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิต

ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์จรวดหัวฉีดจะต้องทนต่อก๊าซอุณหภูมิสูง - ก๊าซอุณหภูมิเกิน 3000 องศา กราไฟท์มีจุดหลอมเหลว 3650 องศาและความแข็งแรงเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูงรักษาเสถียรภาพของโครงสร้าง นอกจากนี้กราไฟท์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและการนำความร้อนสูงการต้านทานการแตกร้าวที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน (ความต้านทานแรงกระแทกด้วยความร้อน) ป้องกันความล้มเหลวของหัวฉีดภายใต้การไล่ระดับอุณหภูมิที่รุนแรง

กราไฟท์นั้นง่ายต่อการประมวลผลและสามารถกลึงได้อย่างแม่นยำในรูปทรงที่ซับซ้อน ในระหว่างการผลิตแม่พิมพ์กราไฟท์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างส่วนประกอบคอมโพสิตอื่น ๆ (เช่นคอมโพสิตคาร์บอน/คาร์บอนหัวฉีด) เนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูง - และความต้านทานต่อการยึดเกาะกับเรซิ่น - วัสดุที่ใช้ นอกจากนี้พื้นผิวที่เรียบของการตัดเฉือนโดยตรงชิ้นส่วนกราไฟท์(เช่นเส้นหัวฉีดคอ) ลดความต้านทานการไหลของก๊าซและปรับปรุงประสิทธิภาพการขับเคลื่อน

นอกจากนี้ก๊าซจรวดยังมีสื่อกัดกร่อน ความเฉื่อยทางเคมีของกราไฟท์ทำให้สารตอบสนองต่อสารเหล่านี้น้อยลงและอายุการใช้งานของมันสามารถขยายออกไปได้โดยการเพิ่มการเคลือบ - การเคลือบออกซิเดชั่น สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าหัวฉีดกราไฟท์รักษาความน่าเชื่อถือของพวกเขามากกว่าภารกิจการยิงหลายครั้ง

เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะกราไฟท์มีความหนาแน่นต่ำกว่าลดน้ำหนักหัวฉีดลงอย่างมากและเพิ่มความสามารถในการบรรทุกของจรวด ดังนั้นการประยุกต์ใช้กราไฟท์ในหัวฉีดจรวดจึงแสดงให้เห็นถึงการผสมผสานที่สมบูรณ์แบบของวัสดุวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมการบินและอวกาศ