Powered by Invision Power Board

  Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Космическое производство материалов
Starboy
Отправлено: Дек 6 2014, 14:17
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8540
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Космическое производство материалов
http://www.ivmc.ru/biznes-novosti/kpm.html
4 августа 2012 - sam

В большинстве случаев получение материалов связано с образованием жидкой или газообразных фаз с последующим затвердением или кристаллизацией. Качество получаемых при этом материалов в сильной степени зависит от процессов, протекающих в расплаве, на свободной поверхности расплава, в зоне затвердевания и при контакте со стенками контейнеров или тиглей, в которых осуществляется получение материалов. К числу таких процессов относятся: конвективные движения, тепло- и массообмен, химические и механические взаимодействия с другими средами, напряжения, возникающие за счет сил поверхностного натяжения.
На Земле в условиях действия силы тяжести в расплаве и в газовой фазе из-за перепадов температуры и концентрации, сопровождающих процессы получения материалов, возникает естественная гравитационная конвекция, которая может приводить к образованию вихрей, пульсаций температуры и концентрации, переменных условий у границы затвердевания. Как следствие, в кристалле или в слитке возникают термические напряжения, неоднородности и структурные дефекты. Серьезной проблемой при производстве материалов является также исключение загрязнений, поступающих с поверхности тиглей.
Возникают трудности с получением сплавов из материалов с разной плотностью, в которых под действием силы тяжести часто возникает расслоение. Дпя борьбы с неблагоприятным влиянием силы тяжести на поведение расплава и процессы кристаллизации приходится разрабатывать специальные методы, существенно усложняющие технологию и ухудшающие качество получаемого вещества.
Космические аппараты, выведенные на орбиту, представляют качественно новые возможности для получения материалов с улучшенными свойствами и новых материалов. В условиях микроускорений (невесомости) на космический аппарат процессы гидродинамики и тепломассообмена в газе и жидкости протекают иначе, чем на Земле.
В невесомости можно избавиться от ряда технологических проблем и за счет этого добиться улучшения качества материалов, а иногда и получить новые материалы, которые нельзя или очень трудно получить на Земле. В невесомости или при микроускорениях существенно подавляются гравитационные движения, связанные с перепадами температуры и концентрации. Исключение конвекции в расплаве ведет к стабилизации температурного поля! уменьшению макро- и микросегрегации, возрастанию устойчивости плоского фронта кристаллизации.
Из-за уменьшения подъемных сил Архимеда не происходит расслаивание жидкостей разной плотности. Давление внутри жидкого объема становится постоянным, его величина, как и форма объема, определяются поверхностными силами и конфигурацией поверхностей, соприкасающихся с жидкостью. В необходимых случаях может быть осуществлена полностью бесконтейнерная плавка, что обеспечивает чистоту материалов и лучшую структуру кристаллов за счет исключения влияния стенок контейнеров.
Многофакторные процессы в невесомости управляются молекулярной диффузией и теплопроводностью и условиями химического и термодинамического равновесия. Отсутствие влияния конвективных движений облегчает задачу создания математических имитационных моделей для описания весьма сложных физико-химических явлений, сопровождающих эти технологические процессы. В условиях невесомости проявился ряд эффектов,которые получили частичное объяснение благодаря теоретическим исследованиям и экспериментам на специальных установках. К ним относятся: образование при кристаллизации в ампулах зон несмачивания с отсутствием контакта образцов со стенками ампул, кристаллизация элементов с повышенными скоростями, кристаллизация в сильно переохлажденных расплавах, разделение компонентов смеси из-за действия сил поверхностного натяжения, немонотонное изменение отдельных характеристик при уменьшении значения ускорений. Исследовано влияние термокапиллярной конвекции, рассмотрено большое количество методов управления процессом кристаллизации. Проведенные исследования явились основой для создания и развития нового направления в науке — физики невесомости, области, в которой проводится большое количество теоретических и экспериментальных исследований. Разработаны модели и созданы пакеты прикладных программ расчета гидродинамики и тепломассообмена в жидкостях и газах при микроускорениях с учетом капиллярных сил, стабильности и других факторов. Полученные модели находят использование при разработке технологии получения материалов.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Дек 26 2014, 15:06
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 8540
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Астронавты на МКС напечатали на 3D-принтере торцевой гаечный ключ. 3D-принтер был доставлен в сентябре в капсуле SpaceX Dragon для изучения 3D-печати в условиях невесомости. Сначала печатались только тестовые образцы. Но после того как командир МКС Бэрри Вилмор сообщил о потребности в торцевом ключе, файл с нужным G-кодом была загружен непосредственно в 3D-принтер, а затем напечатан ключ. Управление 3D-принтером осуществлялось с Земли.
http://www.geek.com/science/iss-astronauts...wrench-1612134/
PMEmail Poster
Top
Химик
Отправлено: Авг 31 2015, 17:57
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 361
Пользователь №: 6
Регистрация: 4-Августа 15
Из: Миасс (Челябинская обл.)
Статус: Offline

Репутация: 1




Цитата (Starboy @ Дек 26 2014, 15:06)
Астронавты на МКС напечатали на 3D-принтере торцевой гаечный ключ. 3D-принтер был доставлен в сентябре в капсуле SpaceX Dragon для изучения 3D-печати в условиях невесомости. Сначала печатались только тестовые образцы. Но после того как командир МКС Бэрри Вилмор сообщил о потребности в торцевом ключе, файл с нужным G-кодом была загружен непосредственно в 3D-принтер, а затем напечатан ключ. Управление 3D-принтером осуществлялось с Земли.
http://www.geek.com/science/iss-astronauts...wrench-1612134/

Прогулялся по ссылке. Ключ - пластиковый. Когда же 3Д-принтеры дорастут до высокопрочных материалов?
Потом работа с пылевидным пластиком ... а если он попадёт в воздух? Как помочь космонавту с лёгкими полными пластика?
PMEmail Poster
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Reply to this topic Fast ReplyStart new topicStart Poll



 


Мобильная версия