Metal neden uzayda paslanır ve paslanır?
İnsanoğlu, yüzyıllar önce bilim ve teknoloji çağına girdiğinde, giderek daha fazla metal uygulaması olmuştur, metallerin hayatın her kesiminde insanların günlük yaşamlarında bulunduğu söylenebilir. Metallerin geniş çapta uygulanması insanlığa büyük faydalar ve kolaylıklar getirmesine ve insan uygarlığının hızlı gelişimini teşvik etmesine rağmen, metallerin büyük ölçekli kullanımı da bir sorunu, yani metallerin ciddi şekilde aşınmasını ve paslanmasını daha belirgin hale getirdi.
Günlük hayatınızın her yerinde çok fazla metal pas görebileceğinize inanıyorum, metal dış tabakayı boyasanız bile, sadece pası hafifletebilir. Ciddi metal korozyon problemini çözmek için bilim adamları çeşitli yöntemler denediler.Dış tabakayı boyamaya ek olarak, daha etkili bir yol, metalin korozyon direncini artırmak için başka elementler eklemektir. Artık çeşitli alaşımlı malzemeler görülebiliyor ve korozyon direnci gittikçe güçleniyor.
Yeryüzündeki metallerin korozyonu çok normal bir olaydır.Bu tür bir korozyon olgusu günlük hayatımızda şaşırtıcı değildir, bu kimyasal bir reaksiyondur, esas olarak bir oksidasyon reaksiyonudur. Havaya uzun süre maruz kalan herhangi bir metal, atmosferdeki oksijenin maddeyi azaltmak için metalle reaksiyona girdiği bir fenomen olan bir oksidasyon reaksiyonu bulacaktır.
Oksijen çoğu maddeyle reaksiyona girebildiğinden, bu fenomen günlük hayatımızda çok yaygındır, örneğin yiyecek çürümesi ve küf, metal pas vb. Pek çok insan, metal pas olgusunun ancak toprağın oksijene sahip olduğu bir ortamda olabileceğini ve boşluğun vakum ortamında metalin paslanmayacağını düşünebilir, gerçekten durum bu mu? Cevap hayır.
Aslında metal korozyon olgusu dünyanın bir patenti değil, uzayda da meydana geliyor, neden? Metal neden uzayda paslanır ve paslanır? Bu üç nedenden kaynaklanıyor olabilir:
1. Güçlü radyasyon etkileri.
Hepimiz uzayın yüksek radyasyonlu bir uzay olduğunu biliyoruz, sadece güçlü güneş radyasyonuna değil, aynı zamanda çeşitli diğer kozmik radyasyona da sahip. Bir astronot doğrudan güçlü bir radyasyon ortamına maruz kalırsa, vücudun çeşitli doku ve organları, sağlıklarını ciddi şekilde etkileyecek ve hatta hayatlarını tehlikeye atacak hastalıklara sahip olacaktır.
Kalın bir uzay giysisi giyip bir uzay kapsülünde kalsanız bile, çeşitli türlerdeki kozmik radyasyonların vücudunuz üzerindeki etkilerinden hala kaçınamazsınız. Bu, evrendeki radyasyonun ne kadar korkunç olduğunu gösteriyor Evrendeki her türlü radyasyondan etkilenmememizin nedeni, esas olarak dünyanın güçlü bir manyetik alana ve atmosferden gelen güçlü radyasyonun çoğunu engelleyen kalın bir atmosfere sahip olmasıdır. dış.
Ancak uydular veya uzay aracı yeryüzünden uçtuğunda, dünyanın manyetik alanından ve atmosferinden hiçbir koruma olmayacak ve evrendeki çeşitli radyasyonlara doğrudan maruz kalacaklar. Radyasyon doğrudan uzay aracındaki metalin reaksiyona girmesine ve yavaş yavaş aşınmasına neden olur.Yeryüzünde, havayı izole etmek için metali pas önleyici malzeme ile kaplayarak metali korozyondan etkili bir şekilde koruyabiliriz. Ancak uzayda metalleri pas önleyici maddelerle kaplasak bile çeşitli radyasyonların istilasını durduramayız Bunlar tamamen farklı iki korozyon modudur.
2. Oksidasyon
Bazı insanların bununla ilgili soruları olabilir: Uzay boşluğa yakın bir ortam değil mi? Oksijen yok değil, metallerin oksidasyon reaksiyonu nasıl olur? Aslında, uzay aracının oksidasyonu fırlatıldığı anda ortaya çıkmaya başladı. Dünyanın fırlatılmasından çıkışına kadar geçen süreçte, bir uzay aracı yüzeyinde büyük miktarda oksijen atomu taşıyacaktır.
Uzay aracı atmosferde dolaşırken, dış katmanın sıcaklığı yükselir ve yükselir.Yüksek sıcaklık, oksijen atomlarının metal ile oksitlenmesini kolaylaştırır ve bu da uzay aracının dış kabuğunu aşındırmaya devam eder. Fırlatıldığında görünüşünü korumak temelde imkansızdır, az çok aşınır ve bazen özellikle ciddi olur ve uzay aracının normal şekilde çalışmamasına neden olur.
3. Evrenin sıcaklık etkisi
Pek çok insanın evrenin arka plan radyasyon sıcaklığının eksi 270 santigrat derece kadar düşük olduğunu bildiğine inanıyorum ki bu mutlak sıfırdan çok da uzak değil. Ve evren genişlemeye devam ettikçe ve maddi moleküller uzaklaştıkça, bu sıcaklık düşmeye devam edecek.
Birçok kişi, yüksek sıcaklık ortamının kolayca metal oksidasyon reaksiyonuna neden olabileceğini düşünürken, düşük sıcaklık metali oksidasyon reaksiyonundan koruyabilir. Bu teoride doğrudur Düşük sıcaklık ortamı, uzay aracının metalini oksidasyondan etkili bir şekilde koruyabilir. Ancak sıcaklık bir sınıra düştüğünde işler farklılaşır.
Aşırı düşük sıcaklık, metalin oksitlenmesine neden olmaz, ancak metalin gerginliğini, yani metalin içindeki atomların aktivitesini doğrudan etkileyebilir. Metaldeki atomik aktivitenin sürekli azalması, metalin performansını doğrudan etkiler, böylece uzay malzemelerinin yaşlanmasını hızlandırır ve ömrünü büyük ölçüde azaltır.
Hepimiz bir uzay aracının çekirdeğinin metal malzemeler olduğunu ve metal malzemelerin dış kabuktan veya içindeki çeşitli elektronik cihazlardan ayrılamayacağını biliyoruz. Çok düşük sıcaklık metal malzemelerin performansını düşürdüğünde, uzay aracı arızalanacak ve hatta bazı harici ekipmanlar doğrudan düşecektir.
Bunun nedeni, metallerin uzayda uzun süre yeni tutulamaması ve korozyonun da meydana gelmesidir, bu nedenle hem uyduların hem de uzay araçlarının bir ömrü vardır.Genel olarak konuşursak, bir uydunun çalışma ömrü yaklaşık 15 yıldır. Ömrünün bu kadar kısa olmasının nedeni, metalin uzaydaki korozyonunun düşündüğümüzden daha hızlı olmasıdır.
Pek çok insanın uzay çöplerinin farkında olduğuna inanıyorum. Bunlar temelde hurdaya çıkarılan her türden uydu ve uzay aracıdır. Hala uzay çöplerini geri dönüştürme yeteneklerimiz olmadığından, bu hurda ve kullanılamaz havacılık malzemeleri yalnızca dünya yörüngesinde tutulabilir. Zamanın geçmesiyle, gittikçe daha fazla uydu ve uzay aracı tehdit ediliyor.
İnsanoğlu uzaydaki metal korozyon problemini çözmek ve uzay aracının uzun ömürlü olmasını sağlamak istemektedir.Maddi problemi çözmek önemlidir. Ancak uzay aracına uygun daha güçlü malzemeler geliştirebildiğimizde, daha uzun ömürlü uzay aracı ve uzay aracı yapabiliriz. Biliyorsunuz, insan uzayının geleceğinde hedefimiz yıldızlar ve denizdir.
İnsan teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, gelecekte başka galaksileri keşfetmek için kaçınılmaz olarak güneş sisteminden çıkacağız.O zaman uzayda kalmamız gereken süre çok uzun olacak ve bazı insanların tüm hayatlarını uzayda geçirmesi muhtemeldir. Uzaktaki diğer galaksilere yıldızlararası bir yolculuksa, uzay aracının uzayda yüzlerce hatta binlerce yıl yolculuk etmesi gerekebilir.
Uzun zaman alırsa, uzay aracının güçlü bir korozyon direncine sahip olmaması durumunda, uzun vadeli uzay seyrüseferi elde etmek imkansızdır. Dahası, insan bilimi ve teknolojisi hızlı bir gelişmeyi başlatmak istiyorsa, önemli olan hala maddi sorundur.Güçlü malzemeler olmadan birçok teknoloji gerçekleştirilemez.Örneğin, bilim adamlarının her zaman ulaşmak istediği kontrollü nükleer füzyonun temel sorunu malzemelerdir. Malzemeler bir kez çözüldüğünde, kontrol edilebilir nükleer füzyon başarıdan uzak değildir.Maalesef, insanlığın mevcut teknolojisi, temel malzeme sorununa takılıp kalmıştır.
