火 箭用石墨制品生产新工艺新技术.pdf

第七篇 原子能、金刚石、火箭及其他工业用石墨制品生产新工艺新技术 第三章 火箭用石墨制品生产 新工艺新技术 第一节 火箭用石墨制品 众所周知，火箭能高速飞行是由于火箭在燃料燃烧后以很高速度喷出的同时，本身 也受到大小相等，方向相反的反作用力，从而推动火箭前进。 固体燃料火箭的喷嘴处于! # $ % 高温的气流下。此时，具有腐蚀和磨蚀性的 气体，在这样高的温度下以很大的压力由喷嘴喷出，所以火箭喷嘴必须具有很高的耐热 性能（包括耐热冲击性能）、耐腐蚀性能和耐磨耗性能。在这种情况下不能使用一般的金 属材料，而石墨材料却具有适应这种情况的独特性能。 ）具有很高的耐温性能。前已述及，在通常的大气压下，碳不熔融，当温度升到$’! ( ) 时，固体碳直接升华变成气体。 ! ）具有很高的高温机械强度。石墨制品在常温下的机械强度并不算高，但它的机械 强度却随使用温度的升高而增加，在! # !* % 之间，机械强度大约比室温下增加一 倍左右，它的比强度比其他任何材料都高。直到!* % 以上，它才显出一点塑性，在负荷 下发生一点蠕变。 $ ）具有良好的热稳定性。石墨材料具有较高的导热系数比不锈钢、铅、硅铁等金属 材料还高，这就保证了石墨喷嘴料能够迅速将材热气流的热量传走一部分，同时石墨材 料的热膨胀系数很小，因此耐热冲击性能也很好。这也是喷嘴材料必须具备的性能。 ·$+ · 第三章 火箭用石墨制品生产新工艺新技术 ! ）石墨材料在常温下基本上不氧化，而在!#$ 以上石墨材料开始氧化，这是石墨材 料的缺点。但石墨材料氧化后直接变成 或 气体跑掉，在高温下（ ）又 % %’ ()’# * +#, 直接升华，需要吸收很大的升华热，都会带走一部分热量，这对降低喷嘴处的温度也有好 处。 正因为石墨材料具有上述一系列适于作喷嘴材料的性能，加之石墨材料具有良好的 机械加工性能，可以加工成各种形状和精度的制品，故世界各国广泛采用石墨材料作火 箭喷嘴的内衬材料，小的喷嘴直径为(# 毫米，大的喷嘴直径可以作到 +### 毫米以上。 还有的资料报导已制造了一个重 吨的火箭喷嘴内衬石墨材料。 +# 现将几个国家用于制造火箭喷嘴内衬石墨材料的牌号及性能介绍如下（表( - +、表 ( - ’ ）。 m o 表( - + 美国生产的. 系列石墨的性质 c 性质 单位 ./0 ./% . ./1 0/2（老产品） 最大颗粒尺寸 英寸 # 3 ##4 # 3 #) # 3 #( # 3 ##) w 假比重 克 厘米( + 3 6 + 3 6 + 3 6 + 3 7( 5 x 比电阻 +#- ! 欧·厘米 f 顺晶方向 7 3 +# ) 3 +# 4 3 6# ++ 3 ## z 横晶方向