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로켓 노즐용 나노구조 코팅 개발

­ 러시아 과학 아카데미 시베리아 분원 물리학 및 재료공학 연구소와 모스크바 켈디쉬 연구 센터 과학자들이 로켓 노즐과 신세대 전투기 주요 부품용 나노구조 코팅을 개발했다. 로켓 노즐을 통과하는 플라스마 온도는 10,000°С 이상이며, 이러한 온도를 견딜 수 있는 천연 소재는 없다. 고온에 강한 금속인 텅스텐도 3400°С 이상에서는 용해되며, 세라믹도 이러한 온도를 견디지 못한다. 현재 <?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />우주산업 앞에는 다른 행성으로 비행 가능한 다회 사용할 수 있는 우주선 개발 과제가 놓여 있다. 이 우주선들은 수명이 길어야 한다.

­ 톰스크와 모스크바의 과학자들이 초고온을 견딜 수 있는 최신 인조 소재를 개발하는 데 성공했다. 로켓 노즐용 코팅 테스트에는 켈디쉬 연구 센터가 보유한 메가 플라스마트론이 사용되었다.

­ 이전 세대의 코팅들은 금속 기판 위에 도포된 세라믹을 기반으로 한, 열역학적으로 안정된 표준 소재이다. 기판과 코팅이 각기 다른 열팽창 계수를 가져, 그 위로 플라스마제트를 작용시키면, 세라믹 코팅에 금이 가고 떨어져 나간다.

­ 그러나 새로운 멀티레이어 나노구조 코팅은 플라스마제트로 동일한 가공을 해도 파괴되지 않으며, 수명도 열배 이상 길다. 또한, 플라스마를 끄면 코팅이 복구되는 독특한 성질을 가지고 있다.

­ 동 신형 코팅은 100회의 처리 사이클을 견뎌냈다 (1사이클 — 플라스마의 작동과 중지). 톰스크 과학자들도 수호이 사 전문가들과 공동으로 유사한 연구를 진행하고 있다. 수호이 사는 전투기 가스 터빈의 블레이드 코팅에 최신 소재를 사용하고 있다. 또한, 멀티레이어 나노구조 코팅을 이용해 주요 부속과 용접 결합부의 수명을 연장할 수 있다.

­ 예를 들면, 전투기들은 군사 로켓을 장착하고 있는데, 로켓 발사 시 전투기 구조에 많은 운동량이 가해진다. 이로 인해 전투기가 심하게 진동하게 되고, 이는 점차 동체의 피로 손상을 발생시킨다.

­ 새로운 코팅을 사용하면, 5세대 항공기 제품의 주요 부속과 용접 결합부의 내마모성, 수명 및 피로 강도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어 EPZ10-SH형 강철의 수명은 1.5-2배, VKS-12 강철의 고강도 합금 강철 용접 결합부의 수명은 1.5-1.8배, V-96 알루미늄 합금의 수명은 10배 증가한다.

출처 : http://rusnanonet.ru/news/60199/