Zhangê Kal tevahiya kariyera xwe li Enstîtuya Materyalên Hewayî derbas kir. Berî teqawidbûnê, karê wî yê bijare ew bû ku şagirtên xwe bibire embarê da ku materyalan nas bikin. Wî kevçîyek plastîk a spî ya sade vekir, bi kevçîyek nimûneyê kevçîyek toza spî ya nerm û kremî hilda û bi nermî avêt bin ronahiyê. Toz hêdî hêdî di tîrêjên ronahiyê de rûnişt û bi nermî dibiriqî. Zhangê Kal her tim digot, çavên xwe diqelişand û digot, "Vê toza spî kêm nebînin." "Gelo balafir û roketên ku em çêdikin dikarin li hember hêmanên li ezman bisekinin, carinan bi şiyanên vê 'ardê' ve girêdayî ye."
"Toza spî" ya ku wî behs dikir bûtoza alumînayêEw asayî xuya dike - ma ne tenê ji boksît hatiye rafînerkirin? Lê toza alumînayê ya ku di fezayê de tê bikar anîn bi tevahî ji alumînaya asayî ya asta pîşesaziyê cuda ye. Paqijiya wê hema hema çar neh piştî xala dehî ye; mezinahiya perçeyên wê bi nanometre û mîkrometreyan tê pîvandin; morfolojiya wê - çi gol, perçe, an derzî be - hemî bi baldarî têne nirxandin. Bi gotinên Lao Zhang, "Ev xwarina xweş e ku 'kalsiyûmê temam dike' ji bo alavên giran ên welêt."
Di derbarê tiştên ku ev tişt dikare di warê hewavaniyê de bike de, bêhejmar serlêdan hene. Werin em bi ya herî "hişk" dest pê bikin - dayîna "zirx" a balafiran. Tirsên herî mezin ên her tiştê ku li ezmanan difire çi ne, çi balafireke sivîl be an jî balafireke şer a leşkerî be? Germahî û xitimandin û şikestina pir zêde. Perçeyên turbîna motorê di gazên egzozê de bi hezaran pileya Celsius bi leza bilind dizivirin; metalên asayî dê demek dirêj berê nerm bibin û bihelin. Çi bikin? Endezyaran çareseriyek jîr dîtin: pêçandina rûyê perçê bi pêçek seramîk a taybetî. Materyalê avahiya sereke ya vê pêçandinê pir caran toza aluminumê ye.
Çima wê hilbijêrin? Pêşî, ew li hember germê berxwedêr e, xala helandinê ji 2000 pileya Celsius derbas dibe, ku ew dike "cilên îzolekirina germê" yên hêja. Ya duyemîn, ew hişk û li hember aşînê berxwedêr e, pelan ji xişandina perçeyên tozê di herikîna hewayê ya bilez de diparêze. Ya çêtir jî, bi verastkirina mezinahiya perçeyên toza alumina û zêdekirina hêmanên din, porozîtî, hişkbûn û girêdana bi substrata metalî ya pêçandinê dikare were kontrol kirin. Wekî ku karkerê atolyeyê yê veteran bi henekî got, "Ew mîna sepandina qatek krema rojê ya seramîk a pola bilind li ser pelan turbînê ye - ew hem parastina rojê ye û hem jî li hember xêzkirinê berxwedêr e." Ev "krema rojê" çiqas girîng e? Ew dihêle ku pelan turbînê di germahiyên bilindtir de bixebitin, û ji bo her deh pileyan ku germahiya motorê zêde dibe, kişandina bi girîngî zêde dibe, di heman demê de xerckirina sotemeniyê kêm dibe. Ji bo balafirên ku bi deh hezaran kîlometreyan difirin, teserûfa sotemeniyê û başbûnên performansê astronomîk in. Ger pêçandina astengiya germê "serlêdana derveyî" be, wê hingê rola toza alumina di materyalên kompozît de "lêzêdekirina navxweyî" ye.
Balafir, peyk û roketên nûjen ji bo kêmkirina giraniyê bi berfirehî materyalên kompozît bikar tînin. Lêbelê, van kompozîtên ji rezînê hatine çêkirin xwedî lawaziyek in - ew li hember aşînê berxwedêr nînin, li hember germahiyên bilind hesas in, û hişkbûna wan têra xwe tune ye. Zanyarên materyalên jîr toza alumînayê, nemaze yên bi mezinahiya nano, bi kar anîne.toza alumînayê, bi awayekî wekhev di nav rezînê de, mîna hevîrê têkelkirî. Ev tevlêbûn bandorên berbiçav dike: hişkbûna materyalê, berxwedana li hember aşînê, berxwedana germê, û tewra aramiya boyûtî hemî bi awayekî berbiçav baştir dibin.
Bo nimûne, erdên kabînên balafiran, hin pêkhateyên hundirîn, û heta hin beşên avahîsaziyê yên ku bar hilnagirin jî, vê materyalê kompozît ê bi alumînayê xurtkirî bikar tînin. Ev ne tenê wan siviktir û bihêztir dike, lê di heman demê de wan bi bandor jî berxwedêr dike, û ewlehiyê bi girîngî baştir dike. Piştgirên amûrên rastîn ên li ser peykan, ku di bin çerxên germahiya zêde de guherîna pîvanî ya herî kêm hewce dikin, jî gelek deyndarê vê materyalê ne. Ew mîna "derzîkirina" îskeletekê di nav plastîka nerm de ye, ku hem hêz û hem jî nermbûnê dide wê.
Toza alumînayê di heman demê de xwedî "jêhatîbûnek veşartî" ye, ku di warê hewavaniyê de pir girîng e - ew materyalek îzolasyona germê ya hêja û li hember ablasyonê berxwedêr e.
Dema ku keştîyek fezayê ji fezayê dîsa dikeve atmosferê, ew mîna ketina nav firinek plazmayê ya bi hezaran pileyan e. Divê qalikê derve yê kapsula vegerê tebeqeyek berxwedêr a germê hebe ku "xwe ji bo qenciya giştî feda dike." Toza alumina di çêkirina gelek materyalên berxwedêr ên germê de roleke girîng dilîze. Dema ku bi materyalên din re têkel dibe, ew li ser rûyê tebeqeyek seramîk a hişk, poroz û pir îzoleker çêdike. Ev tebeqe di germahiyên bilind de hêdî hêdî diqelişe, germê hildigire û germahiya kabînê di nav rêjeyek jiyanê de ji bo astronotan bi riya xwarina xwe diparêze. "Her cara ku ez dibînim ku kapsula vegerê bi serkeftî dadikeve, û tebeqeya derve ya materyalê berxwedêr a germê reş bûye, ez li ser wan formulên li ser bingeha alumina difikirim ku me dubare safî kirine," endezyarek payebilind ê berpirsiyarê materyalên berxwedêr ên germê got. "Ew şewitî, lê mîsyona wê bi tevahî hate qedandin."
Ji bilî van sepanên dijwar ên "qonaxa pêşîn",toza alumînayê"Li pişt perdê" jî bi heman rengî pêdivî ye. Bo nimûne, di çêkirina pêkhateyên rast ji bo balafir û roketan de, gelek alloyên bihêz-bilind hewce ne ku werin sinterkirin. Di dema sinterkirinê de, perçeyên metalurjiya toz hewce ne ku di firneyek germahiya bilind de bi karanîna "şim" an "plaqeyên şewitandinê" yên taybetî werin piştgirî kirin. Divê ev plaq li hember germê berxwedêr bin, nedeforme bibin, û li hilberê nezeliqin. Plaqeyên şewitandinê yên ji seramîka alumînaya paqijiya bilind hatine çêkirin dibin hilbijartina îdeal. Wekî din, di pêvajoyên hûrkirin û cilandina hin perçeyên ultra-rast de, mîkrotoza alumînaya paqijiya pir bilind navgînek cilandinê ya ewledar û bibandor e.
Bê guman, materyalek ewqas hêja nikare bi bêhemdî were bikar anîn. Ma paqijî têrê dike? Gelo belavbûna mezinahiya perçeyan yekreng e? Gelo kombûnek heye? Gelo belavbûna wê baş e? Her nîşanek bandorê li performansa hilbera dawîn dike. Di warê hewavaniyê de, tewra xeletiyek herî piçûk jî dikare bibe sedema encamên karesatbar. Ji ber vê yekê, ji hilbijartina madeya xav û guhertina pêvajoyê bigire heya teknîkên serîlêdanê, her gav di bin standardên kontrolê yên hişk, hema hema dijwar de ye.
Dema ku hûn li kargeheke montajkirina balafirên nûjen radiwestin, li fuselageya sabît a ku di bin roniyan de bi sar dibiriqe dinêrin, hûn fêm dikin ku ev pergala tevlihev a ku di ezmanan de difire encama bêhejmar materyalên asayî yên mîna toza alumînayê ye, ku her yek rola xwe bi tevahî potansiyela xwe dilîze. Ew çarçoveya sereke pêk nayne, lê avahiyê xurt dike; ew hêzek mezin peyda nake, lê ew bingeha pergala pêşvebirinê diparêze; ew rasterast rêyê diyar nake, lê ew ewlehiya firînê misoger dike.
Ji pêçanên berxwedêr ên germahiya bilind bigire heya materyalên kompozît ên xurtkirî, û tewra tebeqeyên xwe-fedakar ên berxwedêr ên germahiyê, sepandinatoza alumînayêdi warê hewavaniyê de her ku diçe ber bi siviktir, bihêztir û li hember jîngehên dijwar berxwedêrtir ve diçe. Di pêşerojê de, bi pêşxistina materyalên alumina yên bi paqijiyeke bilindtir û morfolojiyên bêhempatir (wek nanotel û nanosheets), dibe ku ew di rêveberiya germê, belavkirina germê ya cîhazên elektronîkî û tewra çêkirina di cîh de di fezayê de rolên nediyar bilîze.
Ev toza spî, bêdeng û sabît, enerjiyeke pir mezin dihewîne ku piştgiriyê dide keşifkirina ezmanan ji aliyê mirovahiyê ve. Ew ji me re tîne bîra xwe ku di rêwîtiya ber bi stêrkan de, ne tenê vîzyonên mezin û hêza zêde hewce ne, lê di heman demê de van "baskên nedîtî" yên bêdeng û sabît jî hewce ne ku performansa materyalên bingehîn herî zêde dikin. Cara din ku hûn li balafireke ku li jor difire binêrin an jî temaşekirina dîmena mezin a avêtina roketekê temaşe bikin, dibe ku hûn ji bîr nekin ku di nav wê laşê pola û materyalên kompozît de, "ruhekî spî" heye, ku bi bêdengî ewlehî û jêhatîbûna her firînê diparêze.