Теплозащитные покрытия. 
Материаловедение и технология конструкционных материалов. 
Штамповочное и литейное производство

При изготовлении космических ракет и кораблей, самолетов и ракет военного назначения используют специальные материалы для тепловой защиты жилых отсеков и аппаратуры управления. Трагический запуск корабля многоразового использования «Колумбия» показал, что нарушение герметичности клеевого шва в защитной облицовке приводит к разрушению всего корабля. Тепловая защита изолирует обшивку летательного аппарата от плотных слоев атмосферы, которые при торможении нагреваются до 1 300 °С, и состоит из плиток, выполненных из волокнистого керамического материала. Материал плиток может выдерживать многократное тепловое воздействие в интервале температур — 150… +1 300°С, обладает низкой плотностью и теплопроводностью, выдерживает значительные нагрузки от тепловых деформаций и вибраций. После каждого полета заменяют около сотни поврежденных плиток системы тепловой защиты, которые имеют трещины, выкрашивания, прижоги. В защитной облицовке космического корабля «Дискавери» перед одним из полетов были заменены 1 900 плиток.

Для изготовления панелей корабля многоразового использования «Буран» были использованы композиции на основе аморфного кварцевого волокна (табл. 7.1).

Плитки приклеивают к поверхности корабля специальной пастой, чем достигается высокая прочность теплозащитного покрытия и сводится к минимуму возможность отрыва плиток во время полета. Теплозащитные керамические плитки используют при футеровке плавильных электропечей, что по сравнению с традиционными огнеупорами позволяет на 30…50% снизить расход электроэнергии, а также в 5 — 10 раз сократить время разогрева, что особенно важно для печей, имеющих периодический цикл работы.

Таблица 7.1.

Параметры материалов ТЗМК-10 и ТЗМК-25

Для авиационно-космической техники разработан волокнистый теплоизоляционный материал на основе волокон оксида алюминия. Этот материал по сравнению с кремнеземным длительно выдерживает температуру 1 650… 1 700 °С, и обладает в 2—2,5 раза более высокой прочностью.

Волокнистые материалы на основе Si0₂ и А1₂0₃ эффективно используют в качестве высокотемпературных жидкостных и газовых фильтров, катализаторов, а также армирующих наполнителей деталей двигателей внутреннего сгорания.

Основными недостатками таких волокнистых материалов являются низкая удельная прочность, возможность эрозии и истирания. Поэтому для повышения эффективности их применения необходимы поверхностные покрытия.