Elementti numero 28 jaksollisessa järjestelmässä on nikkeliä.Yhdistettynä muihin metalleihin, kuten teräkseen, tämä kova mutta muotoiltava metalli muodostaa hyödyllisiä seoksia.Näillä seoksilla on magneettisia ominaisuuksia, ne kestävät kulutusta ja erittäin korkeita lämpötiloja.Nämä ominaisuudet antavat nikkelipohjaisille seoksille monia tehokkaita sovelluksia ilmailuteollisuudessa.
Lentokoneet ja avaruusalukset ovat monimutkaisia koneita, jotka on suunniteltu ja rakennettu tarkkojen vaatimusten mukaan.Monissa tapauksissa se, toimivatko nämä lentokoneet kunnolla ja luotettavasti, on elämän ja kuoleman kysymys.Tätä silmällä pitäen ilmailu- ja avaruusinsinöörit luottavat nikkelipohjaisiin metalliseoksiin reagoidakseen halutulla tavalla, kun he kohtaavat tietyt olosuhteet lennon aikana.Tässä on välähdys siitä, kuinka nämä hybridimetallit vaikuttavat ilmailuteollisuuteen.
Nikkeliseokset kaasuturbiineissa
Yksi parhaista nikkeliseosten käyttötavoista on lentokoneiden moottoreiden kaasuturbiineissa.Turbiini on pyörivä tuuletin, joka käyttää yhtä virtalähdettä toisen tuottamiseen, kuten vesivoiman padossa tai tuuliturbiinissa.Periaate on sama lentokoneen kaasuturbiinissa, paitsi että paineistettu kaasu tuottaa turbiinin pyörittämiseen tarvittavan energian.Lentokoneen turbiini luo työntövoiman, joka siirtää konetta eteenpäin, irti maasta ja ilman läpi.
Toisen maailmansodan aikana kaasuturbiinimoottorit vaativat usein huoltoa, koska polttomoottorin korkeat lämpötilat syövyttivät terässeoksia nopeasti.Tutkijat ja insinöörit käyttivät nikkeliä, jonka lämmön- ja korroosionkestävyys ratkaisee tämän ongelman.
Lentokoneinsinöörit korvasivat turbiinien ruostumattoman teräksen lejeeringit nikkeliseoksilla, erityisesti polttokammiossa.Polttokammiossa polttoainesuuttimet vapauttavat jatkuvan paineistetun kaasuvirran, ja liekinpidin pitää sen palamassa koko lennon ajan huolimatta turbiinin läpi kulkevasta suuresta tuulen määrästä.Tämän jatkuvan liekin vuoksi palotilan on kestettävä korkeita lämpötiloja pitkiä aikoja.Nikkeliseokset tekevät tämän mahdolliseksi.
Kun ilmailu- ja avaruusinsinöörit havaitsivat nikkeliseosten arvon kaasuturbiineissa, he jatkoivat nikkeliseosten parantamista lentokoneissa.
Muiden metallien, kuten volframin ja molybdeenin, lisääminen seokseen teki siitä entistä lämmönkestävämmän.Alumiinipohjaisten pinnoitteiden levittäminen antoi nikkeliseoksille paremman korroosion- ja ruosteenkestävyyden.Uudet menetelmät metalliseosten valuun antoivat niille tarvittavan suuntalujuuden.
Nykyään suihkumoottoriin mahtuu noin 1,8 tonnia nikkeliseoksia.Näiden nikkeliseosten ansiosta suihkumoottori voi suorittaa noin 20 000 lentotuntia ennen kuin se vaatii suurta huoltoa.Vertaa sitä lentokoneiden 5 tunnin lento-ikään ennen kuin nikkeliseokset tulivat vakioiksi, ja on selvää, että nikkeliseokset ovat välttämättömiä ilmailuteollisuudessa.
Nikkeliseokset muissa lentokoneen osissa
Vaikka nikkeliseokset tunnetaan parhaiten kaasuturbiinien tehokkuuden parantamisesta, niitä voidaan käyttää myös lentokoneen muissa osissa.
Alloy 80A kestää muodonmuutoksia jopa erittäin korkeissa lämpötiloissa ja voimakkaassa rasituksessa.Se löytyy yleensä lentokoneen pakoventtiilistä, joka vapauttaa kuumaa pakokaasua moottorista.
Monel on toinen lentokoneissa käytetty nikkeliseos.Tämä metalli sisältää 68 % nikkeliä, 29 % kuparia ja pienempiä määriä rautaa, mangaania ja muita alkuaineita.Monelilla on monin tavoin teräksen tapaan korkea kestävyys kantavia rasituksia vastaan (tunnetaan vetolujuutena) ja se voidaan hitsata.Lentokoneissa on monelia pakosarjassa, kaasuttimen venttiileissä ja hihoissa sekä laskutelineitä ohjaavissa vaihteissa ja ketjuissa.Monel-niittejä käytetään myös pitämään nikkeli-terässeokset paikoillaan.
Nikkeliseokset kuumoduulissa
Nikkelipohjaiset seokset ovat niin hyödyllisiä ilmailuteollisuudessa, että ne ovat käyneet Kuussa.1960-luvulla Yhdysvaltojen Apollo-operaatiot sallivat 12 miehen kävellä Kuussa.Päästäkseen sinne nämä astronautit käyttivät avaruusalusta, joka oli suunniteltu erityisesti kuuhun laskeutumiseen: Lunar Module tai LM.
Smithsonian National Air and Space Museumin mukaan nikkelipohjaiset seokset sisältävät monia LM:n mustia ulkoosia.
Näissä mustissa osissa käytettiin nikkeli-terässeosta absorboimaan ja heijastamaan auringon lämpöä pois LM:stä.Nikkeliseoksen päällä olevan 25 kerroksen alumiinipinnoitteen avulla nämä osat myös suojasivat avaruusalusta pieniltä meteoroideilta.
LM:ssä käytetyt nikkeliseokset olivat uskomattoman ohuita: 0,0021072 mm/0,0000833 tuumaa paksuja.Vertaa sitä tavalliseen alumiinifolioon
joka on noin 0,2 mm/0,0079 tuumaa paksu.Tulostinpaperin pala on tyypillisesti 0,1 mm/0,0038 tuumaa paksu.Vuoden 1995 elokuvassa "Apollo 13" viitataan näihin erittäin ohuisiin LM:n osiin.Avaruusaluksen lähetyksen aikana Maahan Jim Lovell (kuvaajana Tom Hanks) sanoo, että "LM:n iho on paikoin vain niin paksu kuin pari kerrosta foliota, ja se on kaikki, mikä suojaa meitä avaruuden tyhjiöltä. ”
Nikkeliseoksilla on selvästikin tärkeitä siteitä ilmailuhistoriaan.Ilman näitä kuumuutta ja korroosiota kestäviä metalliseoksia emme voisi nykyään matkustaa valtamerten yli niin helposti, eivätkä ihmiset olisi kävelleet Kuun pinnalla.Nämä nikkelipohjaiset seokset ovat todellakin korvaamaton moderni metalli.
Postitusaika: 19.12.2022
