Юный техник, 2000 № 03 - [9]
Казалось бы — ясно: чем камень легче, тем дальше его можно метнуть. Любой мальчишка забросит его на 10–20 метров. Ну а если вес камня еще уменьшить? Вот он уже размером с орех, с песчинку — полетит она далеко? Что уж тут говорить о пылинке? Бросить пылинку так же трудно, что и огромный валун.
Но там, где силы мускулов недостаточно, человек призывает на помощь смекалку. Для того чтобы придать пылинке огромную — сверхзвуковую — скорость, физики разгоняют до сверхзвуковой скорости газ, и в газовую струю вносят тончайший порошок. Образуется двухфазный газодинамический поток, состоящий из газа и твердых частиц. Поток с силой вырывается из сопла, образуя на некотором расстоянии от него точку, в которой скорость и энергия струи максимальны. Эту точку называют фокусом.
Что получится, если фокус струи направить на твердую поверхность? Оказывается, все зависит от энергии струи и чем она заряжена. К примеру, подаем в струю абразивный порошок, и она чисто и аккуратно режет любые, самые твердые, материалы. Если энергию струи уменьшить и направить на стекло, то абразивные пылинки будут оставлять на стекле тончайший матовый след. Это так называемое «шелковое матирование», которым покрывают колбы электрических лампочек.
Но самое интересное произойдет, если в струю средней энергии подавать металлический порошок, вроде всем известной «серебряной» краски — тончайшей алюминиевой пудры. В этом случае пылинки не режут поверхность и не отскакивают от нее, а налипают слой за слоем, образуя металлическое покрытие. Причем оно одинаково ложится как на металл, так и на стекло, да и почти на любую твердую поверхность, даже покрытую слоем ржавчины.
Коррозия же, как известно, самый страшный враг автомобильных кузовов. Вот мы и получили средство, как с ней бороться. Газодинамическую струю направляют на пятно проступившей ржавчины. Алюминиевые пылинки сначала сбивают как ржавчину, так и остатки краски. А когда обнажится чистый металл, прилипают к нему, образуя слой алюминия, которому ржавчина, как мы знаем, не страшна.
А вот вам еще одна область применения пылемета — в титано-магниевом производстве. Эти редкие металлы выделяют при высокой температуре в агрессивной химической среде. Температуру надо строго контролировать, а для ее замера используют термопары. Чтобы проволочки в них не растворялись и не окислялись, их помещают в чехлы из специальной стали, стойкой и к температуре, и к окислителям. Но и такой защиты хватает ненадолго — периодически приходится останавливать технологический процесс и менять прогоревшие чехлы.
А что, если попробовать защитить чехлы с помощью газодинамики? Оказалось, что тонкий слой легкоплавкого алюминия, нанесенный на специальную сталь, продлевает срок ее службы в печи в 5–6 раз! Значит, в 5–6 раз сократились простои оборудования, потери.
Или вот другой пример. На алюминиевой детали образовалась трещина или раковина. Наваривать алюминий — сложный и дорогой процесс, а кроме того — от нагрева деталь «поведет», она может образовать новые трещины.
И здесь как нельзя более кстати пришелся «пылемет». Любой дефект закрывается, залечивается слоем газодинамически нанесенного металла. Главное же — температура детали практически не повышается, получается что-то вроде «холодной сварки».
Но почему бы тогда не попробовать соединять такой «холодной сваркой» и детали? Попробовали — получилось. Причем соединялись такие разнородные металлы, как медь и алюминий, сталь и титан, и более того — «холодной сваркой» слепили сталь и стекло! Стекло оказалось вообще очень интересным материалом для газодинамики. Алюминиевые пылинки из «пылемета» влипали в стекло с такой силой, что стекло и металл становились одним целым. А это значит, что на стекле можно теперь делать вечные надписи. Их не сотрешь даже при желании.
Да и зачем ограничиваться только алюминиевым порошком? Почему бы не смешать, например, «золотую» и «серебряную» краску, бронзовую и алюминиевую пудру, металлический или керамический порошок…
А еще наши физики научились получать удивительные мелкоячеистые структуры. Если взять прочную сетку (хоть от решета!) с мелкими ячейками и поместить ее в фокус газодинамической струи, то на сетке нарастут соты с ячейками, повторяющими форму переплетения нитей.
Сегодня уже работают промышленные газодинамические установки. На Брестском электроламповом заводе газодинамика матирует колбы ламп. В Самаре покрывают слоем алюминия выхлопные трубы автомобилей, восстанавливают нарушенные лазерной сваркой участки покрытия. В Москве — залечивают микротрещины в сварных швах корпусов ракет.
А кроме тога маленькие ручные «пылеметы» применяют уже и на столичных станциях техобслуживания — быстро и надежно ремонтируя алюминиевые радиаторы импортных автомобилей, изъеденные соленым московским снегом. Такую вот чудо-технологию создали физики из города Обнинска.
Александр КОНСТАНТИНОВ
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Лед — все еще загадка Вселенной
Казалось бы, все просто, вода да холод рождают лед. На первый взгляд это прозрачное вещество весьма просто. В действительности же таит в себе множество загадок и парадоксов. Вот тому несколько примеров…
