Materialer Materialklasser Materialers kjemi

Materialer for romteknologi
• Materialer til bruk i romteknologi
– Den høye nyttelastkostnaden, LEO-bane kan variere fra 20.000 $ pr
kg for små raketter til under 10.000 $ for store raketter
– Det er i nært utenkelig å foreta service og reparasjoner på utstyr
som er plassert i bane
• Det store kravet til driftssikkerhet
– best tilgjengelige materialet til formålet. Avgrense til delene som
plasseres i bane, ikke rakettrinnene, (varmeutvikling og
drivstoffhåndtering)
• Av metaller har høyfaste og høylegerte stål: mindre bolter og fester.
• Til grovere bolter og komponenter er titan, lettere, nesten like høy
styrke som stål ”Grade 5”-type, dvs. Ti6Al4V.
• Til ytre plater dominerer aluminium, oftest av ”2000”- og ”7000” typen
• Legeringer med høyt berylliuminnhold har eksepsjonelt gode
egenskaper mht vekt og stivhet
– men brukes pga. sin giftighet ikke i Europa.
• Magnesium er det letteste av alle bruksmetaller, men får problemer i
vakuum pga. høy sublimeringsrate
Materialer for romteknologi
• Alle bruksmetaller: krystaller, metallbindinger, polykrystallinske. I metallurgien
kalles krystallene ”korn”, kornstørrelsen har innvirkning på metallets
egenskaper.
– Mange metaller har forskjellige krystalltype avhengig av temperatur, en helt
spesiell gruppe: ”hukommeles-legeringene” (shape memory alloys), kan
brukes til aktuatorer (brytere, utløsere).
• Fiberarmerte plastkompositter tar mer og mer over, Airbus 380, brukes
karbonfiberarmerte bærere i omfang og lengder som ikke er gjort tidligere, ca
30% av vekten
• Fiberarmerte kompositter til romformål, dominert av karbonfibere, stive og
sterke i gunstigste retning
– Vi kan betrakte en karbonfiber som ett langt molekyl, der karbonatomene
henger sammen med kovalente bindinger.
– En ”fremtidsslektning” hevdes å være nano-materialer, enhetene eksakt
kjemisk oppbygget, f.eks. som et C60-moleky - ingen strukturelle
anvendelser ennå.
• Plaster: til duker til forskjellige formål (tildekking, termiske tepper mm.), der er
ofte svært tynne.
– Alle plaster er polymermaterialer, med en karbonkjede som ”ryggrad”.
Metaller
• Metallene kjennetegnes mekanisk ved at de kan være
meget duktile. Konstruksjonsmetaller har alltid en viss
duktilitet og dermed seighet.
• Kjemisk er metaller kjennetegnet ved at de består av
atomer bundet til hverandre av metallbindinger.
Metallbindingene er ikke rettede, de er like sterke selv
om atomer flytter seg litt i forhold til hverandre, som
ved plastisk deformasjon.
• Metallene har oppstått ved størkning av smelter og
har krystallinsk oppbygning. Krystallene har ved
størkning vokst tett sammen og betegnes korn. De
fleste bruksmetaller er utsatt for korrosjon.
10
11
12
4