中国开辟太空新时代,金属钨助力航空航天

太空,过去曾是大国之间较量的舞台,但如今耗资巨大的航天事业依赖于国际之间的合作。德国航空航天中心主任表示中国有着自己的航天计划,正在按照自己的时间表推进,同时也对国际合作持开放态度,正在成为一个“强大”的太空国家,有望开辟太空的新时代。他还坦言,欧洲现在最中意的合作对象是中国。不管怎样,航空航天事业就是代表着一个国家的经济、军事和科技水平,也是一个国家综合国力和国防实力的重要标志,是要发展的、更是要强大的,当然也少不了金属钨的助力。

太空图片

钨是最耐热的金属,它的密度大,强度是难熔金属中最高的,弹性模量高、膨胀系数小、蒸气压低。添加了合金元素的钨合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、导电性和导热性。航空航天设备的机构设计和安全性能问题与所采用的材料物理化学和机械特性有着十分密切的关系,金属钨具有一系列优良物理、化学性能,可以满足航空航天所需材料性能的要求,现已广泛应用于卫星、飞行器、航空发动机等装备的一些关键部件。

钨图片

钨合金是陀螺仪的转子材料。众所周知,陀螺仪是卫星、火箭、导弹、飞机、潜艇、鱼雷等导航和控制系统的心脏部件。陀螺仪的稳定性随着回转体重量的增加而提高,采用钨合金作为陀螺仪的转子,可使其稳定性和控制精度大大提高。

陀螺仪图片

钨及其合金可制作不用冷却的火箭喷管、离子火箭发动机的离子环、喷气叶片和定位环、热燃气反射器和燃气舵。用钨代替钼作固体火箭发动机的进口套管、喉管喉衬,可将材料的使用温度从1760℃提高到3320℃以上,如美国北极星A-3导弹的喷嘴是采用渗有10%~15%银的耐高温钨管做的;阿波罗宇宙飞船上的火箭也是钨制造的。

飞船图片

钨合金可作副翼、转向舵两侧的静态及动态平衡配重和直升飞机旋转叶片的平衡配重、减震器、飞机及直升飞机的升降控制和舵的风标配重块、自动驾驶仪及方向支架平衡配重块、飞机引擎的平衡锤,作压舱平衡块等。“斯贝”发动机上就大量使用了高密度钨合金,主要用作托架配重、摇杆转速控制器配重块、燃油调节转控器配重块等。在某些卫星中,为克服卫星的晃动现象,卫星姿态仪常采用高密度钨合金球起到章动阻尼作用,使得卫星章动阻尼剩余章动角减少至0.1℃以下,达到国际先进水平。

飞船图片

钨铜复合材料可用作火箭发动机的喷管隔板,它足以承受超过钨熔点3400℃的燃烧温度。此外,这种材料还适用于火箭发动机、高超声速飞机前缘以及重返大气层飞行器的隔热屏蔽等。据报道,美国研发的超高音速飞行器除头锥以外的表面,覆盖了约400kg的钨。美国联合技术中心生产了一种可供宇航设备使用的涂硼钨丝,这种钨丝具有强度高、密度小以及刚度高等优点,可用作火箭外壳、宇宙飞船的骨架。

钨铌合金单晶图片

在钨合金中添加铼可改善钨的高温性能和室温延性,塑-脆转变温度降低。钨铼合金比纯钨更坚硬,其室温抗拉强度高达3260MPa,具有良好的耐磨性和焊接性,可作为空间站核反应堆材料。钨铌合金单晶用于深空探测用热离子电源的发射极。钨及其合金涂层具有高强度和热稳定性,可防止喷嘴受到腐蚀和侵蚀。

钨铌合金单晶图片钨铌合金单晶图片

以上只是小编对金属钨在航空航天的用途的一个简单的介绍,但是它的应用可远不止这些哦。相信随着航空航天事业的发展,会有越来越多的钨材料研发出来,而且需求也会有所增多。

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