மட்பாண்டங்கள்
வாகனங்கள் மற்றும் லாரிகளில் இயந்திர செயல்திறன் மற்றும் மாசு குறைப்பு ஆகியவற்றில் மட்பாண்டங்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வகை பீங்கான், கார்டியரைட் (ஒரு மெக்னீசியம் அலுமினோசிலிகேட்), ஒரு அடி மூலக்கூறாகவும், வினையூக்கி மாற்றிகளில் வினையூக்கிகளுக்கு ஆதரவாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக இது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில், பல மட்பாண்டங்களுடன், இது இலகுரக, உருகாமல் மிக அதிக வெப்பநிலையில் இயங்கக்கூடியது, மற்றும் வெப்பத்தை மோசமாக நடத்துகிறது (மேம்பட்ட வினையூக்க செயல்திறனுக்காக வெளியேற்ற வெப்பத்தைத் தக்கவைக்க உதவுகிறது). மட்பாண்டங்களின் ஒரு புதிய பயன்பாட்டில், ஒரு பெட்ரோல் இயந்திர எரிப்பு அறையின் உள் செயல்பாடுகளை பார்வைக்கு ஆராயும் பொருட்டு ஜெனரல் மோட்டார்ஸின் ஆராய்ச்சியாளர்களால் வெளிப்படையான சபையர் (அலுமினிய ஆக்சைடு) ஒரு சிலிண்டர் சுவர் செய்யப்பட்டது. எரிப்பு கட்டுப்பாடு குறித்த மேம்பட்ட புரிதலுக்கு வருவதே இதன் நோக்கம், இது உள்-எரிப்பு இயந்திரங்களின் அதிக செயல்திறனுக்கு வழிவகுத்தது.
வாகன தேவைகளுக்கு மட்பாண்டத்தின் மற்றொரு பயன்பாடு ஒரு பீங்கான் சென்சார் ஆகும், இது வெளியேற்ற வாயுக்களின் ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கத்தை அளவிட பயன்படுகிறது. பீங்கான், பொதுவாக சிர்கோனியம் ஆக்சைடு ஒரு சிறிய அளவு யட்ரியம் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது, ஒரு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும் சொத்து உள்ளது, அதன் அளவு பொருளைச் சுற்றியுள்ள ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தத்தைப் பொறுத்தது. அத்தகைய சென்சாரிலிருந்து பெறப்பட்ட மின் சமிக்ஞை பின்னர் மிகவும் திறமையான செயல்பாட்டைப் பெறுவதற்காக இயந்திரத்தில் எரிபொருள்-க்கு-காற்று விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுகிறது.
அவற்றின் உடையக்கூடிய தன்மை காரணமாக, மட்பாண்டங்கள் எந்தவொரு பெரிய அளவிலும் தரை-போக்குவரத்து வாகனங்களில் சுமை தாங்கும் கூறுகளாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. எதிர்காலத்தின் பொருள் விஞ்ஞானிகளால் தீர்க்கப்பட வேண்டிய பிரச்சினை ஒரு சவாலாகவே உள்ளது.
விண்வெளிக்கான பொருட்கள்
விண்வெளி கட்டமைப்புகளுக்கான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் முதன்மை குறிக்கோள், பயணிக்கும் தூரத்தை அதிகரிப்பதற்கான எரிபொருள் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதும், வழங்கப்படும் சுமை. இரண்டு முனைகளின் முன்னேற்றங்களால் இந்த இலக்கை அடைய முடியும்: அதிக இயக்க வெப்பநிலை மூலம் இயந்திர செயல்திறனை அதிகரித்தல் மற்றும் கட்டமைப்பு எடை குறைந்தது. இந்த தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, பொருள் விஞ்ஞானிகள் இரண்டு பரந்த பகுதிகளான உலோகக் கலவைகள் மற்றும் மேம்பட்ட கலப்புப் பொருட்களைப் பார்க்கிறார்கள். இந்த புதிய பொருட்களின் முன்னேற்றத்திற்கு பங்களிக்கும் ஒரு முக்கிய காரணி, குறிப்பிட்ட பண்புகளை அடைவதற்கு பொருட்களைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறன்.
உலோகம்
தற்போது விமானத்தில் பயன்பாட்டில் உள்ள பல மேம்பட்ட உலோகங்கள் குறிப்பாக எரிவாயு-விசையாழி இயந்திரங்களில் உள்ள பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அவற்றின் கூறுகள் அதிக வெப்பநிலை, அரிக்கும் வாயுக்கள், அதிர்வு மற்றும் அதிக இயந்திர சுமைகளுக்கு ஆளாகின்றன. ஆரம்பகால ஜெட் என்ஜின்களின் காலகட்டத்தில் (சுமார் 1940 முதல் 1970 வரை), புதிய உலோகக் கலவைகளின் வளர்ச்சியால் மட்டுமே வடிவமைப்புத் தேவைகள் பூர்த்தி செய்யப்பட்டன. ஆனால் மேம்பட்ட உந்துவிசை அமைப்புகளின் மிகவும் கடுமையான தேவைகள் 1,000 ° C (1,800 ° F) க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையைத் தாங்கக்கூடிய நாவல் உலோகக் கலவைகளின் வளர்ச்சியை உந்துகின்றன, மேலும் உருகுதல் மற்றும் திடப்படுத்துதல் செயல்முறைகளின் முன்னேற்றங்களால் இத்தகைய உலோகக் கலவைகளின் கட்டமைப்பு செயல்திறன் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது..
உருகுதல் மற்றும் திடப்படுத்துதல்
உலோகக்கலவைகள் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட உலோகங்கள் அல்லது ஒரு உலோகம் மற்றும் நெருக்கமாக ஒன்றிணைந்த ஒரு அல்லாத பொருள்களால் ஆன பொருட்கள், பொதுவாக அவை உருகும்போது ஒருவருக்கொருவர் கரைந்து போகின்றன. உருகுவதற்கான முக்கிய நோக்கங்கள் அசுத்தங்களை அகற்றுவதும், கலக்கும் பொருள்களை அடிப்படை உலோகத்தில் ஒரே மாதிரியாக கலப்பதும் ஆகும். வெற்றிடத்தின் கீழ் உருகுதல் (சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல்), விரைவான திடப்படுத்துதல் மற்றும் திசை திடப்படுத்துதல் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் புதிய செயல்முறைகளின் வளர்ச்சியுடன் முக்கிய முன்னேற்றங்கள் செய்யப்பட்டுள்ளன.
சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தத்தில், முன்கூட்டியே தயாரிக்கப்பட்ட பொடிகள் ஒரு மெல்லிய சுவர், மடிக்கக்கூடிய கொள்கலனில் நிரம்பியுள்ளன, அவை உறிஞ்சப்பட்ட வாயு மூலக்கூறுகளை அகற்ற உயர் வெப்பநிலை வெற்றிடத்தில் வைக்கப்படுகின்றன. பின்னர் அது சீல் வைக்கப்பட்டு ஒரு பத்திரிகையில் வைக்கப்படுகிறது, அங்கு அது மிக அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களுக்கு ஆளாகிறது. அச்சு சரிந்து, விரும்பிய வடிவத்தில் தூளை ஒன்றாக பற்றவைக்கிறது.
உருகிய உலோகங்கள் வினாடிக்கு ஒரு மில்லியன் டிகிரி வரை அதிக விகிதத்தில் குளிர்ந்து, படிக தானியங்கள் அணுக்கரு மற்றும் வளர போதுமான நேரம் இல்லாததால், ஒப்பீட்டளவில் ஒரேவிதமான நுண் கட்டமைப்பாக திடப்படுத்த முனைகின்றன. இத்தகைய ஒரே மாதிரியான பொருட்கள் வழக்கமான “தானிய” உலோகங்களை விட வலிமையானவை. விரைவான குளிரூட்டும் விகிதங்களை “ஸ்ப்ளாட்” குளிரூட்டல் மூலம் அடையலாம், இதில் உருகிய நீர்த்துளிகள் குளிர்ந்த மேற்பரப்பில் திட்டமிடப்படுகின்றன. பொருளின் மேற்பரப்பில் உயர் சக்தி கொண்ட லேசர் கற்றைகளை கடந்து செல்வதன் மூலம் விரைவான வெப்பமூட்டும் மற்றும் திடப்படுத்தலையும் அடையலாம்.
கலப்புப் பொருள்களைப் போலன்றி (கலவைகளுக்கு கீழே காண்க), தானிய உலோகங்கள் எல்லா திசைகளிலும் ஒரே மாதிரியான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, எனவே அவை எதிர்பார்க்கப்படும் சுமை பாதைகளுடன் பொருந்தக்கூடிய வகையில் வடிவமைக்கப்பட முடியாது (அதாவது, குறிப்பிட்ட திசைகளில் பயன்படுத்தப்படும் அழுத்தங்கள்). இருப்பினும், திசை திடப்படுத்துதல் எனப்படும் ஒரு நுட்பம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான தையல் திறனை வழங்குகிறது. இந்த செயல்பாட்டில், உருகிய உலோகம் குளிர்ச்சியடையும் போது சீரமைக்கப்பட்ட கடினமான படிகங்களின் உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்க அச்சு வெப்பநிலை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இழைகள் கலப்பு பொருட்களை வலுப்படுத்தும் அதே பாணியில் சீரமைப்பு திசையில் கூறுகளை வலுப்படுத்த இவை உதவுகின்றன.
கலத்தல்
செயலாக்கத்தில் இந்த முன்னேற்றங்கள் புதிய "சூப்பரல்லாய்களின்" வளர்ச்சியுடன் இணைந்துள்ளன. சூப்பரல்லாய்கள் அதிக வலிமை, பெரும்பாலும் சிக்கலான உலோகக்கலவைகள், அவை அதிக வெப்பநிலை மற்றும் கடுமையான இயந்திர அழுத்தங்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கின்றன, மேலும் அவை உயர் மேற்பரப்பு நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகின்றன. அவை பொதுவாக மூன்று முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: நிக்கல் சார்ந்த, கோபால்ட் சார்ந்த மற்றும் இரும்பு சார்ந்த. ஜெட் என்ஜின்களின் விசையாழி பிரிவில் நிக்கல் சார்ந்த சூப்பராலாய்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு அவை இயல்பான எதிர்ப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், கோபால்ட், குரோமியம், டங்ஸ்டன், மாலிப்டினம், டைட்டானியம், அலுமினியம் மற்றும் நியோபியம் ஆகியவற்றைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அவை விரும்பத்தக்க பண்புகளைப் பெறுகின்றன.
அலுமினியம்-லித்தியம் உலோகக்கலவைகள் வழக்கமான அலுமினிய உலோகக் கலவைகளை விட கடினமானவை மற்றும் அடர்த்தியானவை. செயலாக்கத்தில் இப்போது அடையக்கூடிய சிறந்த தானிய அளவு காரணமாக அவை “சூப்பர் பிளாஸ்டிக்” ஆகும். இந்த குழுவில் உள்ள உலோகக்கலவைகள் இடைநிலை உயர் வெப்பநிலைக்கு வெளிப்படும் இயந்திர கூறுகளில் பயன்படுத்த பொருத்தமானவை; அவை இறக்கை மற்றும் உடல் தோல்களிலும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள், அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் வகையில் மாற்றியமைக்கப்பட்டவை, விசையாழி இயந்திரங்களில் அதிகரித்த பயன்பாட்டைக் காண்கின்றன. அவர்கள் ஏர்ஃப்ரேம்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறார்கள், முதன்மையாக இராணுவ விமானங்களுக்காக ஆனால் ஓரளவிற்கு வணிக விமானங்களுக்கும்.
