Області застосування пірографіту та його властивості

Незважаючи на те, що спосіб осадження пірографіту був відкритий досить давно (патент був отриманий в 1880 році), промислове його застосування почалося з початку 70-х років 20-го століття і в областях далеких від народного господарства. Завдяки його винятковим властивостям, використання пірографіту стало можливим у галузі авіа та ракетобудування, а також виробництва озброєнь (керованих снарядів та ракет).

Пірогорафіт у чистому вигляді має високі механічні характеристики перевищують у 5-10 разів механічні характеристикитехнічного графіту ізостатичного пресування при температурах понад 2500 градусів Цельсія і набагато вище ніж у жароміцних сталей і нікелевих сплавів. Крім того велика анізотропність пірографіту дозволяє використовувати його в якості покриттів сопел, а також обшивок гіперзвукових літальних апаратів, захисних екранів, плазмових пальників та інших деталей, що вступають у контакт з розпеченими газами, так як теплопровідність в перпендикулярному основі напрямку до 500 разів нижче, ніж паралельному основі напрямку. . Також пірографіт вважається непористим матеріалом та його плівка товщиною 0,03-0,05 мм не пропускає гелій навіть за температур понад 2500 градусів Цельсія. Крім того існує можливість легування піровуглецю для ще більшого збільшення його характеристик, як легуючі матеріали найчастіше використовують кремній, ніобій, бор, кобальт або гафній. Таким чином одержують міцніші матеріали.

Існують відомості про застосування таких матеріалів, зокрема бористого піралою (пірографіт легований бором), у стратегічних балістичних ракетах Поларіс. Межа міцності при згинанні бористого піролою становить 26 кг/мм2, при цьому значення упірографіту 15,5 кг/мм2, а у технічного графіту 1,75-5,0 кг/мм2. Ракетні сопла футеровані цим матеріалом при випробуваннях витримують температуру до 3500 градусів Цельсія протягом хвилини, що вище, ніж при використанні більш важких і складних в обробці сопел вольфрамових.

Єдиним недоліком пірографіту та сплавів на основі пірографіту є його ціна, яка не дає можливості для широкого застосування даних матеріалів у цивільній промисловості, через велику енерговитратність процесу отримання пірографіту та низького виходу матеріалу високої якості. Суть технології отримання пірографіту лежить у нагріванні вуглеводнів до температури понад 2000 градусів цельсію та напрямки потоку розпеченого вуглеводневого газу на підкладку, що вимагає покриття. Пірографіт лягає шарами утворюючи шарувату структуру, що забезпечує анізотропні властивості у різних напрямках щодо підкладки. При отриманні пірографіту при температурах понад 2500 градусів спостерігається отримання практично бездефектних шарів, які при охолодженні не схильні до розтріскування.