नासा की सफलता एयरोस्पेस सिरेमिक कंपोजिट की लागत कम करती है

क्लीवलैंड, ओहियो— NASA's Glenn Research Center has announced a significant advancement in ceramic matrix composite (CMC) technology that could dramatically reduce manufacturing costs while improving performance in extreme environmentsयह विकास एयरोस्पेस और ऊर्जा क्षेत्रों में अपनाने में तेजी लाने का वादा करता है।

सिरेमिक मैट्रिक्स कम्पोजिट असाधारण गुणों के साथ सामग्री बनाने के लिए सिरेमिक सामग्री को सुदृढीकरण फाइबर के साथ जोड़ते हैंः

• उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोधःधातुओं के टूटने के तापमान पर संरचनात्मक अखंडता बनाए रखता है, जिससे इंजन का अधिक कुशल संचालन संभव होता है
• ऑक्सीकरण प्रतिरोध:संक्षारक वातावरण का सामना करता है जो पारंपरिक सामग्रियों को नष्ट करता है
• उल्लेखनीय हल्कापन:तुलनात्मक धातु घटकों के एक तिहाई तक वजन

ये विशेषताएं सीएमसी को जेट इंजन घटकों, रॉकेट नोजल और बिजली उत्पादन उपकरण के लिए आदर्श बनाती हैं जहां उच्च तापमान और मांग वाली स्थितियां प्रचलित होती हैं।

अपने फायदे के बावजूद, तीन कारकों ने व्यापक सीएमसी अपनाने को सीमित किया हैः

• जटिल बहु-चरण विनिर्माण प्रक्रियाओं को सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है
• सिलिकॉन कार्बाइड फाइबर जैसी महंगी विशेष सामग्री
• महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए सख्त गुणवत्ता आश्वासन आवश्यकताएं

अनुसंधान दल ने एक अभिनव पर्यावरण बाधा कोटिंग (ईबीसी) विकसित की है जोः

• 1482°C (2700°F) पर भाप ऑक्सीकरण प्रतिरोध के 500+ घंटे का प्रदर्शन
• उत्पादन लागत को कम करने के लिए सरल विनिर्माण तकनीकों का उपयोग करता है
• थर्मल साइकिल और यांत्रिक तनाव के तहत स्थायित्व बनाए रखता है

यह कोटिंग सफलता सीएमसी अनुप्रयोगों में प्राथमिक विफलता तंत्र को संबोधित करती है - उच्च तापमान भाप के संपर्क से सतह क्षरण।

प्रौद्योगिकी कई क्षेत्रों को बदल सकती हैः

• विमानन:उच्च परिचालन तापमान के माध्यम से जेट इंजन की दक्षता में 15% का संभावित सुधार
• अंतरिक्ष प्रणालियाँ:पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यानों के लिए घटक जीवन का विस्तार
• विद्युत उत्पादन:कम उत्सर्जन वाले अधिक कुशल गैस टरबाइन

बाजार विश्लेषकों का अनुमान है कि सीएमसी क्षेत्र एक दशक के भीतर 25 बिलियन डॉलर तक बढ़ सकता है क्योंकि ये सामग्री आर्थिक रूप से अधिक व्यवहार्य हो जाती हैं।

नया ईबीसी फॉर्मूला पारंपरिक वायु प्लाज्मा स्प्रे (एपीएस) कोटिंग्स के मुकाबले एक महत्वपूर्ण सुधार का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि एपीएस लागत प्रभावी रहता है, नासा का विकल्प निम्न के साथ बेहतर सुरक्षा प्रदान करता हैः

• कोटिंग परतों के बीच बंधन शक्ति में वृद्धि
• थर्मल शॉक के प्रतिरोध में सुधार
• सब्सट्रेट सामग्री के साथ बेहतर संगतता

चल रहे अनुसंधान में निम्नलिखित पर ध्यान केंद्रित किया गया हैः

• विनिर्माण अनुकूलन के माध्यम से लागत में और कमी
• परमाणु ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए सामग्री क्षमताओं का विस्तार
• उद्योग के लिए मानकीकृत परीक्षण प्रोटोकॉल विकसित करना

चूंकि ये उन्नत सामग्री अपनी ऐतिहासिक लागत सीमाओं को पार करती हैं, इसलिए वे सतत परिवहन और ऊर्जा प्रणालियों में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए तैयार हैं।