Чжан карыя бүт карьерасын Аэрокосмостук материалдар институтунда өткөргөн. Пенсияга чыга электе анын эң жакшы көргөн эрмеги шакирттерин материалдарды аныктоо үчүн кампага алып баруу болгон. Ал жөнөкөй ак желим чаканы бурап чыгарып, үлгү алуу кашык менен бир кашык майда, каймак сымал ак порошок алып, аны жарыктын астына акырын ыргыткан. Чаң акырындык менен жарыктын нуруна түшүп, акырын жаркырап турду. «Бул ак порошокту баалабай койбо», - деп айтчу Чжан карыя дайыма көзүн кысып. «Биз курган учактар менен ракеталар асмандагы аба ырайына туруштук бере алабы же жокпу, кээде бул «ундун» мүмкүнчүлүктөрүнөн көз каранды».
Ал айткан "ак порошок" болгонглинозем порошогу... Бул кадимкидей угулат — жөн гана бокситтен тазаланган эмеспи? Бирок аэрокосмостук өнөр жайда колдонулган глинозем порошогу кадимки өнөр жайлык глиноземден таптакыр айырмаланат. Анын тазалыгы ондук чекиттен кийин дээрлик төрт тогузга барабар; анын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү нанометрлер жана микрометрлер менен өлчөнөт; анын морфологиясы — тоголокторбу, кабырчыктарбы же ийнелерби — баары кылдаттык менен каралат. Лао Чжандын сөзү менен айтканда, «Бул өлкөнүн оор техникасы үчүн «кальцийди толуктаган» эң сонун азык».
Бул заттын аэрокосмос тармагында эмне кыла аларына келсек, анын сансыз колдонулушу бар. Эң "катуу" жагынан баштайлы - учактарга "соот" берүү. Асманда учкан ар бир нерсенин, жарандык учакпы же аскердик согуштук учакпы, эң чоң коркунучтары эмнеде? Өтө жогорку температура жана эскирүү. Кыймылдаткычтын турбиналык калактары миңдеген градус Цельсийде чыккан газдарда жогорку ылдамдыкта айланат; кадимки металлдар көптөн бери жумшарып, эрип кетмек. Эмне кылуу керек? Инженерлер эң сонун чечимди ойлоп табышты: калактын бетин атайын керамикалык каптоо менен капташты. Бул каптоонун негизги структуралык материалы көбүнчө глинозем порошогу болуп саналат.
Эмне үчүн аны тандаш керек? Биринчиден, ал ысыкка чыдамдуу, эрүү температурасы 2000 градус Цельсийден ашып, аны эң сонун "жылуулук изоляциялоочу костюм" кылат. Экинчиден, ал катуу жана эскирүүгө туруктуу, бычактарды жогорку ылдамдыктагы аба агымындагы чаң бөлүкчөлөрүнүн эрозиясынан коргойт. Андан да жакшысы, алюминий кычкылы порошогунун бөлүкчөлөрүнүн өлчөмүн тууралоо жана башка элементтерди кошуу менен, кеуектүүлүктү, бекемдикти жана каптоонун металл негизине жабышууну көзөмөлдөөгө болот. Ардагер устакананын жумушчусу тамашалап айткандай: "Бул турбинанын бычактарына жогорку сапаттагы керамикалык күндөн коргоочу кремдин катмарын сүйкөгөндөй - ал күндөн коргоочу жана чийилүүгө туруктуу". Бул "күндөн коргоочу крем" канчалык маанилүү? Ал турбинанын бычактарынын жогорку температурада иштешине мүмкүндүк берет жана кыймылдаткычтын температурасы ар бир ондогон градус жогорулаган сайын, түртүү күчү бир топ жогорулайт, ал эми күйүүчү майдын сарпталышы азаят. Он миңдеген километр аралыкка учкан учактар үчүн күйүүчү майдын үнөмдөлүшү жана иштөө көрсөткүчтөрүнүн жакшырышы астрономиялык мааниге ээ. Эгерде жылуулук тосмосу каптоо "тышкы колдонуу" болсо, анда композиттик материалдардагы алюминий кычкылы порошогунун ролу "ички кошумча" болуп саналат.
Заманбап учактар, спутниктер жана ракеталар салмакты азайтуу үчүн композиттик материалдарды кеңири колдонушат. Бирок, бул чайыр негизиндеги композиттердин алсыз жагы бар — алар эскирүүгө туруктуу эмес, жогорку температурага сезгич жана жетиштүү катуулукка ээ эмес. Акылдуу материалдар боюнча окумуштуулар алюминий оксидинин порошогун, айрыкча нано өлчөмдөгү порошогун кошушкан.глинозем порошогу, чайырдын ичине бирдей кирип, камыр жууруп жаткандай. Бул кошулма укмуштуудай таасирлерге ээ: материалдын катуулугу, эскирүүгө туруктуулугу, ысыкка туруктуулугу жана ал тургай өлчөмдүк туруктуулугу кескин жакшырат.
Мисалы, учактардын салонунун полдору, айрым ички компоненттери жана ал тургай кээ бир жүк көтөрбөгөн конструкциялык бөлүктөр бул алюминий кычкылы менен бекемделген композиттик материалды колдонот. Бул аларды жеңил жана бекем кылып гана тим болбостон, натыйжалуу түрдө чыдамкай кылып, коопсуздукту бир топ жакшыртат. Спутниктердеги экстремалдык температуралык циклдерде минималдуу өлчөмдүү өзгөрүүнү талап кылган тактыктагы аспаптын таянычтары да ушул материалга байланыштуу. Бул ийкемдүү пластикке скелетти "сайып", ага бекемдик жана ийкемдүүлүк бергенге окшош.
Глинозем порошогу аэрокосмос тармагында абдан маанилүү болгон "жашыруун жөндөмгө" ээ — ал эң сонун жылуулук изоляциясы жана абляцияга туруктуу материал.
Космос кемеси атмосферага космостон кайра киргенде, бул миңдеген градустук плазмалык мешке түшкөндөй болот. Кайра кирүү капсуласынын сырткы кабыгында "жалпы пайда үчүн өзүн курмандыкка чалган" ысыкка чыдамдуу катмар болушу керек. Глинозем порошогу көптөгөн ысыкка чыдамдуу материалдардын түзүлүшүндө маанилүү ролду ойнойт. Башка материалдар менен айкалышканда, ал бетинде катуу, тешиктүү жана жогорку деңгээлде изоляцияланган керамикалык катмарды түзөт. Бул катмар жогорку температурада акырындык менен жуулуп, жылуулукту алып чыгып, кабинанын температурасын космонавттардын өзүнүн керектөөсү аркылуу жашоо чегинде кармап турат. "Кайра келүүчү капсуланын ийгиликтүү конгонун жана ысыкка чыдамдуу материалдын сырткы катмары кара түскө боёлгонун көргөн сайын, биз кайра-кайра тактаган алюминий оксидине негизделген формулалар жөнүндө ойлойм", - деди ысыкка чыдамдуу материалдар боюнча жооптуу улук инженер. "Ал күйүп кетти, бирок анын миссиясы кемчиликсиз аткарылды".
Бул "алдыңкы этаптагы" хардкор колдонмолордон тышкары,глинозем порошогуошондой эле "көшөгө артында" абдан маанилүү. Мисалы, учактар жана ракеталар үчүн так компоненттерди өндүрүүдө көптөгөн жогорку бекемдиктеги эритмелерди блендерлөө керек. Блендерлөө учурунда порошок металлургиясынын тетиктерин жогорку температурадагы меште атайын "плиткаларды" же "күйгүзүүчү плиталарды" колдонуу менен бекитүү керек. Бул плиталар ысыкка чыдамдуу, деформацияланбаган жана продуктуга жабышпаган болушу керек. Жогорку тазалыктагы алюминий кычкылынан жасалган блендер пластиналары идеалдуу тандоо болуп калат. Андан тышкары, кээ бир өтө тактыктагы тетиктерди майдалоо жана жылтыратуу процесстеринде өтө жогорку тазалыктагы алюминий кычкылынын микропорошогу коопсуз жана натыйжалуу жылтыратуу каражаты болуп саналат.
Албетте, мындай баалуу материалды этиятсыз колдонууга болбойт. Тазалыгы жетиштүүбү? Бөлүкчөлөрдүн өлчөмү бирдейби? Агломерация барбы? Дисперстүүлүгү жакшыбы? Ар бир көрсөткүч акыркы продуктунун иштешине таасир этет. Аэрокосмос тармагында эң кичинекей ката да кырсыктуу кесепеттерге алып келиши мүмкүн. Ошондуктан, чийки затты тандоодон жана кайра иштетүүнү өзгөртүүдөн баштап, колдонуу ыкмаларына чейин ар бир кадам катуу, дээрлик талапчыл көзөмөлдөө стандарттарына баш иет.
Заманбап учак чогултуучу заводдо туруп, жарыктын астында муздак жаркыраган жөнөкөйлөтүлгөн фюзеляжды карап туруп, асманда көтөрүлүп бараткан бул татаал система алюминий кычкылы сыяктуу сансыз жөнөкөй материалдардын натыйжасы экенин жана алардын ар бири өзүнүн ролун толук кандуу аткараарын түшүнөсүз. Ал негизги каркас түзбөйт, бирок конструкцияны бекемдейт; ал чоң кубаттуулукту камсыз кылбайт, бирок кыймылдаткыч системасынын өзөгүн коргойт; ал түздөн-түз багытты аныктабайт, бирок учуунун коопсуздугун камсыз кылат.
Жогорку температурага туруктуу каптамалардан тартып, күчөтүлгөн композиттик материалдарга чейин, ал тургай өзүн курмандыкка чалган ысыкка туруктуу катмарлар, колдонууглинозем порошогуаэрокосмос тармагында жеңилирээк, күчтүүрөөк жана экстремалдык чөйрөлөргө туруктуураак болуу багытында тынымсыз тереңдеп баратат. Келечекте, жогорку тазалыкка жана уникалдуу морфологияга ээ болгон глинозем материалдарынын (мисалы, нанозымдар жана нанобаракчалар) өнүгүшү менен, ал жылуулукту башкарууда, электрондук түзмөктөрдүн жылуулукту таркатууда жана ал тургай космосто өндүрүштө күтүлбөгөн ролду ойношу мүмкүн.
Бул ак порошок, үнсүз жана туруктуу, адамзаттын асманды изилдөөсүн колдогон эбегейсиз энергияны камтыйт. Ал бизге жылдыздарга сапарда бизге чоң аяндар жана толкунданган күч гана эмес, ошондой эле негизги материалдардын иштешин максималдуу түрдө жогорулаткан ушул үнсүз жана бекем "көрүнбөгөн канаттар" да керек экенин эскертет. Кийинки жолу сиз башыңыздан учуп бараткан учакты караганыңызда же ракетанын учурулушунун укмуштуудай көрүнүшүн көргөнүңүздө, болоттон жана композиттик материалдардан жасалган ал корпустун ичинде ар бир учуунун коопсуздугун жана мыктылыгын үнсүз коргоп турган ушундай "ак рух" бар экенин эстей аласыз.