космическая металлургия это:

космическая металлургия
[space metallurgy] — металлургия, технологические процессы которой осуществляются, например, в условиях невесомости, космического вакуума, в условиях других планет. Космическая металлургия — зарождающаяся область науки и техники, истоки которой лежат в научно обоснованной К. Э. Циолковским неизбежности и необходимости космического производства (КП). Организация и развертывание КП, в том числе космической металлургии имеют не столь удаленные по времени цели. В развитии космической металлургии заинтересована космонавтика, т. к. процессы космической металлургии она вынуждена использовать для собственных технических нужд. Проблемы и вопросы добычи внеземного сырья, его переработки в металлы и другие вещества решаются пока в теоретических разработках, научно-технических проектах и исследованиях. Вместе с тем ряд компонентов процессов космической металлургии создаются и материализуются уже сейчас. Закладываются научная и техническая основы космической металлургии. Первые серьезные возможности исследования перспектив использования таких внеземных факторов, как невесомость, космический вакуум, в металлургических процессах появились только после создания мощных ракетно-космических транспортных систем. Невесомость — основной внеземной фактор, определяющий особенности процессов космической металлургии на борту космического аппарата (КА) вне атмосферы планеты с неработающими реактивными двигателями. В реальных условиях полета КА достичь абсолютной невесомости, т. е. такого состояния, когда взаимное давление частиц тела равно нулю, невозможно. На КА на околоземной орбите имеет место микротяжесть, составляющая 10-3 — 10-5 силы тяжести на поверхности Земли. При этом она не остается постоянной из-за ее непрерывных возмущений. Кроме того, на КА действуют знакопеременные нагрузки с амплитудой 10 — 10-1 земной силы тяжести и частотой от долей единиц до сотен герц, возникающие из-за вибрации работающих на КА электродвигателей и иных механических перемещений деталей в исполнительных механизмах разных устройств и приборов на борту КА. На обитаемых станциях знакопеременные нагрузки возникают из-за действий человека.
Малое значение силы тяжести в условиях полета КА, а также нестабильность ее величины существенно сказываются на тепло- и массопереносе в расплавах, газовой и паровой фазах и, соответственно, на кинетике металлургических процессов, в частности кристаллизации. Становятся незначительными выталкивающие силы Архимеда. Снижена роль конвекции гравитационного типа. Основными становятся конвективные течения, вызванные капиллярными силами. В результате изменяется процесс фазообразования, микроструктура слитка, характер ликвации компонентов, сегрегации фаз по плотности в слитке и т. д. Все это отражается на свойствах сплавов и материалов. Невесомость открывает также широкие возможности бесконтейнерного удержания любых веществ в жидком состоянии и изменения формы расплава. В процессах формообразования расплавов действие межмолекулярных сил становится определяющим. Расплав в свободном состоянии принимает форму сферы. Другим внеземным фактором, который может быть использован в космической металлургии, является вакуум. На околоземных орбитах КА давление атмосферы 10-4 — 10 Па. Вблизи КА оно на один-два порядка выше.
Практическое начало космической металлургии было положено экспериментом по плазменно-лучевой и дуговой сварке металлических заготовок в 1969 г. на борту космического корабля «Союз-6» Г. С. Шониным и В. Н. Кубасовым с использованием специализированной установки «Вулкан», спроектированной и изготовленной в Институте электросварки им. Е. О. Патона (г. Киев). Этот эксперимент позволил впервые осуществить и исследовать процессы плавления и затвердевания металла в сварном шве в условиях орбитального полета. В дальнейшем эксперименты по космической металлургии заняли прочное место в космических программах всех индустриально развитых стран.
Для металлургических процессов на борту КА использовались электротермические установки мощностью не более 1 — 1,5 кВт с температурами нагрева до 1500 °С. По мере того, как будут увеличиваться энергетические ресурсы на КА, будут расти и мощности, используемые для целей космической металлургии. Одновременно с проблемой энергопотребления решаются и вопросы регулирования температурного режима на борту КА созданием специальных систем отвода тепла в космическое пространство.
Установки для процессов космической металлургии проектируются так, чтобы в наибольшей мере автоматизировать выполняемые ими операции. На автоматической КА установки полностью автоматизированы. В космических печах приняты меры для предотвращения растекания расплавов, выхода из печей нагретых газов и т. п. Каждый металлургический процесс осуществляется в индивидульной герметической ампуле, капсуле или герметичной камере. Использование ампул и капсул облегчает транспортировку обрабатываемого веществ на КА и обратно.
Для углублубления исследования явлений, определения специфической особенности металлургических процессов в условиях космического полета, создаются специальные установки и приборы для научных исследований. например исследуются: поведение объемов жидкости, находящейся в контейнерах разной формы, в условиях действия внешних сил, которые могут появляться на борту КА; структура, устойчивость и интенсивность конвективных течений жидкости, в т. ч. вызываемых капиллярными силами; динамика процессов формообразования под действием капиллярных сил; способы управления структурой и интенсивностью конвективных течений; тепло- и массоперенос в расплавах и газах. Создаются соответствующие установки и изучаются такие фундаментальные свойства, как коэффициенты диффузии в расплавах и парогазовых средах, термодиффузия, поле переменного вектора ускорений, возмущений вектора микротяжести и конвекции из-за градиентов капиллярных сил. В условиях космического полета получено достаточно большое количество образцов металлических сплавов и интерметаллических соединений с полупроводниковыми, магнитными или сверхпроводящими свойствами.
Исходя из экспериментальных и теоретических исследований, а также технико-экономической целесообразности, предпочтение отдается развитию процессов получения в условиях космического полета монокристаллов и эпитаксиальных структур полупроводников: Si, Ga As, Cd Те и др.
Смотри также:
Металлургия
черная металлургия
цветная металлургия
порошковая металлургия
металлургия полупроводников
плазменная металлургия
вакуумная металлургия
бескоксовая металлугрия
атомная металлургия

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. . 2000.

Смотреть что такое "космическая металлургия" в других словарях:

  • Металлургия — от греческого metallurgeo добываю руду, обрабатываю металлы, metallon рудник, металл и ergon работа) [metallurgy] область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающая получение металлов из руд и других материалов, а также процессы,… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • металлургия полупроводников — [semiconductor metallurgy] область науки и техники, а также отрасль ЦМ, охватывающая процессы получения неорганических полупроводниковых веществ и материалов и изделий из них с заданными свойствами. Возникновение этого направления металлургии… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • порошковая металлургия — [powder metallurgy] раздел науки и отрасль металлургической и машиностроительной промышленности, включающий технологические процессы получения порошков металлов, сплавов и химических соединений, производства из них полуфабрикатов и готовых… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • плазменная металлургия — [plasma metallurgy] металлургия с использованием низкотемпературной плазмы, генерируемой в плазматронах, для осуществления и интенсификации технологических процессов, например извлечения из руд, плавки и обработки металлов. Теоретическая основа… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • атомная металлургия — [nuclear metallurgy] условное название направления металлургии, использующего производимую в атомных (ядерных) реакторах электрическую, тепловую и радиационную энергию для осуществления и интенсификации химико технологических процессов (рис.1).… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • цветная металлургия — [non ferrous metallurgy (science), non ferrous metals industry (industry)] отрасль тяжелой промышленности, включающая добычу и обогащение руд, производство и обработку цветных металлов и их сплавов. Структурно ЦМ включает 16 подотраслей:… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • черная металлургия — [ferrous metallurgy (science), iron and steel industry (industry)] отрасль тяжелой индустрии, включающая комплекс взаимосвязанных подотраслей: собственно металлургическое (доменное, сталеплавильное, прокатное), трубное и метизное производства,… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • вакуумная металлургия — [vacuum metallurgy] раздел металлургии, включающий плавку и рафинирование металлов и сплавов в разреженной атмосфере; относится к специальной электрометаллургии. В настоящее время широко применяется для производства разных сталей и сплавов (от… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • бескоксовая металлугрия — [non coke metallurgy] бездоменная металлургия, прямое получение железа и полупродукта (2 4 % С) из руд, минуя стадию выплавки чугуна в доменной печи. Поиски и разработки процессов и агрегатов бескоксовой металлугрии интенсивно ведутся в мире… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • space metallurgy — Смотри космическая металлургия …   Энциклопедический словарь по металлургии

Книги

  • Красноярск, Jesse Russell. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Внимание! Книга представляет собой набор материалов из Википедии и/или других online-источников.… Подробнее  Купить за 1125 руб
  • Корреляционные экстремальные системы, С. Ф. Козубовский. Авиация, металлургия, химия, энергетика, транспорт, гидроакустика, судовождение, радиолокация, космическая навигация - вот далеко не полный перечень областей применения корреляционных… Подробнее  Купить за 220 руб
  • Красноярск, Александр Ханников. Город Красноя́рск является крупнейшим экономическим и культурным центром Центральной и Восточной Сибири, административным центром Красноярского края (второго поплощади субъекта России),… Подробнее  Купить за 59.9 руб электронная книга
Другие книги по запросу «космическая металлургия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»