Среди разнообразных разрушающихся теплозащитных материалов особо выделяются волокнистые или армированные, обладающие высоким сопротивлением механическому и тепловому удару высокой эрозионной и окислительной стойкости и сравнительно легко формующиеся при изготовлении крупногабаритных изделий. Наиболее распространенные материалы этого класса — стекло пластики на основе кремнеземных или кварцевые волокон. В условиях интенсивного аэродинамического нагрева на поверхности таких стеклопластиков может образовываться вязкая пленка расплава. Несмотря на малую толщину, пленка оказывает сильное влияние на процесс разрушения, в частности сцепление частиц поверхностного слоя предотвращает их эрозионное выдувание потоком. Кром» того, пленка снижает интенсивность окисления химически активных компонент материала набегающим потоком газа. Для создания теоретическое модели разрушения стеклопластиков необходимы соотношения, определяющие интенсивность вещества в расплавленном виде.
Процессы плавления и течения пленки расплав у кристаллических и аморфных веществ имеют определенные различия. Кристаллические вещества плавятся при постоянной температуре, при этом вязкость жидкой фазы оказывается столь малой что вся расплавленная масса практически мгновенно сносится с поверхности материала под действием аэродинамических сил. В итоге температура внешней, нагреваемой поверхности такой пленки близка к температуре плавления Гр, а толщина самой пленки весьма мала.
Аморфные материалы, к которым относится и стекло, не имеют четко выраженной точки плавления: при нагреве они размягчаются постепенно, вязкость их расплава значительная и экспоненциально зависит от обратной температуры 1/Г. Указанное обстоятельство предопределяет существование на поверхности аморфных веществ сравнительно толстых пленок расплава, их значительный перегрев относительно температуры «размягчения», а также переход некоторой части расплава в пар. Толщина пленки расплава и перепад температур в ней сильно зависят от сорта стекла и могут достигать очень больших значений. Иными словами, в отличие от кристаллических тел нагрев в газовом потоке аморфных веществ характеризуется наличием двух фазовых превращений, каждое из которых не имеет фиксированной точки перехода (точно определенной температуры). Поэтому здесь используется понятие «температуры размягчения», или такой температурной границы, выше которой данное стеклообразное вещество может переходить в пластическое состояние и образовывать пленку расплава. Величина этой температуры достаточно условна, но можно принять ее равной механической температуре стеклования. Последняя определяется как температура, при которой вязкость, измеренная под напряжением, равна 1013 пуаз, или 1012 Н-с/м2. С учетом указанных отличительных особенностей процесс разрушения аморфных (или стеклообразных) веществ в высокотемпературном газовом потоке называется оплавлением. Суммарный тепловой эффект при этом оказывается выше. Благодаря этому аморфные материалы являются более эффективными теплозащитными покрытиями, чем кристаллические. Однако физическая модель их разрушения, а следовательно, и схема расчета оказываются намного сложнее.
Дополнительная информация: в наши дни большое внимание уделяется интерьеру каждой комнаты в квартире, при этом объединяющим элементом служат межкомнатные двери, которые в последние годы стали самостоятельным произведением искусства, являя собой сочетание изысканных линий и различных по фактуре и цвету материалов.
2 сентября 2012
