Області застосування пирографита і його властивості
Області застосування пирографита і його властивості
Незважаючи на те, що спосіб осадження пирографита був відкритий досить давно (патент був отриманий у 1880году), його промислове застосування почалося з початку 70-х років 20-го століття і в областях, далеких від народного господарства. Завдяки винятковим властивостям, використання пирографита стало можливим в галузі авіа-та ракетобудування, а також виробництва озброєнь (керованих снарядів і ракет).
Пирогорафит в чистому вигляді володіє високими механічними характеристиками перевищують у 5-10 разів механічні характеристики технічного графіту ізостатичного пресування при температурах понад 2500 градусів Цельсія і набагато вище ніж у жароміцних сталей і нікелевих сплавів. Крім того велика анізотропія пирографита дозволяє використовувати його в якості покриттів сопел, а також обшивок гіперзвукових літальних апаратів, захисних екранів, плазмових пальників та інших деталей вступають у контакт з розпеченими газами, так як теплопровідність в перпендикулярному напрямку основі до 500 разів нижче ніж паралельному основі напрямку. Також пирографит вважається непористим матеріалом і його плівка товщиною 0,03-0,05 мм не пропускає гелій навіть при температурах понад 2500 градусів Цельсія. Крім того існує можливість легування піровуглецю для ще більшого збільшення його характеристик, в якості легуючих матеріалів найчастіше використовують кремній, ніобій, бор, кобальт або гафній. Таким чином отримують більш міцні матеріали.
Существуют сведения о применении таким материалов, в частности бористого пираллоя (пирографит легированный бором), в стратегических балистических ракетах Поларис. Предел прочности при изгибе бористого пираллоя составляет 26 кг/мм2, при этом значение у пирографита 15,5 кг/мм2, а у технического графита 1,75-5,0 кг/мм2. Ракетные сопла футерованные этим материалом при испытаниях выдерживают температуру до 3500 градусов Цельсия в течении минуты, что выше чем при использовании более тяжелых и сложных в обработке вольфрамовых сопел.
Единственным недостатком пирографита и сплавов на основе пирографита, является его цена, которая не дает возможности для широкого применения данных материалов в гражданской промышленности, из-за большой энергозатратности процесса получения пирографита и низкого выхода материала высокого качества. Суть технологии получения пирографита лежит в нагреве углеводородов до температуры свыше 2000 градусов цельсия и направления потока раскаленного углеводородного газа на подложку требующую покрытия. Пирографит лягає шарами утворюючи шарувату структуру, що забезпечує анізотропні властивості в різних напрямки щодо підкладки. При отриманні пирографита при температурах понад 2500 градусів, спостерігається отримання бездефектних шарів, які при охолодженні не схильні до розтріскування.
