宇航石墨（space navigation graphite）是指用於製造飛彈和太空飛行器部件的特種石墨材料。氣動熱環境是最能體檢航天工程特徵的特殊工作環境之一，無論火箭發動機產生的高溫高速燃氣流場，或是飛彈彈頭加熱場，都具有高溫、高壓、高熱的特徵，處於流場區的工程結構材料必須具有有效的放熱措施。其中選用最佳的防熱材料就是不可缺少的技術物質基礎。
基本介紹
- 中文名：宇航石墨
- 外文名：space navigation graphite
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 釋義：用於製造飛彈和太空飛行器部件的材料
簡介,石墨可作為太空飛行器防熱材料的原因,石墨的缺點,宇航石墨分類,
簡介
宇航石墨（space navigation graphite）是指用於製造飛彈和太空飛行器部件的特種石墨材料。氣動熱環境是最能體檢航天工程特徵的特殊工作環境之一，無論火箭發動機產生的高溫高速燃氣流場，或是飛彈彈頭加熱場，都具有高溫、高壓、高熱的特徵，處於流場區的工程結構材料必須具有有效的放熱措施。其中選用最佳的防熱材料就是不可缺少的技術物質基礎。
石墨可作為太空飛行器防熱材料的原因
石墨之所以能作為各類太空飛行器的防熱材料，主要原因是因為它具有很多優良性能。它密度小，常壓下不熔化，3700℃升華，強度隨溫度的升高而增加，直至2500℃。它具有較高的化學穩定性，良好的抗燒蝕性能力和抗沖刷能力以及優越的抗熱衝擊能力。因而在飛彈和太空飛行器上即可用作耐高溫的承力構件。如液體火箭發動機的燃氣舵和固體火箭發動機的噴管喉襯，又可作為高性能的防熱材料，如飛彈端頭體等。此外，石墨材料資源豐富，能夠進行大規模連續化生產。造價低廉，用作先進的防熱材料，在造價上就具有很強的競爭能力。因此，各國都對石墨材料相當重視，相繼研製出石墨防熱材料新品種。
石墨的缺點
石墨材料的主要缺點是它的脆性，高溫下抗熱應力的能力較低，因而如何提高其斷裂韌性，已成為石墨材料研製工作的重點。一種稱之為高應變石墨材料，就顯著區別於一般石墨製品。
宇航石墨分類
按成型工藝來分類，宇航石墨可分如下幾類。
（1）擠壓類石墨
工藝流程如下：油焦經預碎、煅燒、粉碎和篩分後作為黏結劑的煤瀝青按一定配比經混捏製成糊狀料，在擠壓機上擠壓呈生坯經多次焙燒浸漬，最後經過石墨化製成石墨製品。
（2）模壓石墨
工藝流程和擠壓石墨差不多，不同的只是擠壓換成模壓。
（3）滲矽石墨
用金屬矽填充石墨內部的孔隙並且使兩者發生化合而成為一個整體。石墨滲矽的工藝方法很多，通常根據產品的特點和工藝設備的具體情況來選擇。按習慣，常把滲矽料的物態作為滲矽工藝方法的區別，有固滲、氣滲、浸漬等方法。所謂固滲就是以固體的滲矽料埋著被滲的石墨件置於爐內加熱而獲得滲矽效果。一般低溫下生成β-SiC，如果需要α-SiC需加熱到2100℃以上。
（4）熱解石墨
熱解石墨是由碳氫化合物氣體熱分解而生成的固態碳。一般用氣體使氣流通過基體物質，在加熱條件下，使氣體熱解，放出氫氣，而碳在基體表面上沉積。這種急流氣體使碳原子按一定方向緊貼在基體表面上，構成均勻緊密的石墨晶體。
（5）均衡壓制石墨
該石墨是採用超短炭纖維與瀝青或樹脂均勻混合，進行澆鑄成型，在1000℃下炭化，然後將其裝入鋼製包套內，灌滿瀝青，把包套放進熱靜壓機內，在34×103MPa壓力下，升溫至1000~1500℃，使其密度達到規定要求 進行石墨化處理，纖維含量從25.5%~52.5%。
