Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Освоение и внедрение перспективных технологий в АО «ОКБ «Факел»

Авторы

Е.А. Богданова, И.Ю. Пономарев, А.В. Наседкин

Организация

АО «Опытное Конструкторское Бюро «Факел»
г. Калининград, Российская Федерация

Аннотация

На предприятии осваивается ряд технологий получения функциональных материалов для термокаталитических и стационарных плазменных двигателей. В статье описываются достижения в части разработки катализатора разложения гидразина с высокими физико-химическими характеристиками. Активность катализатора оценивали методом хемосорбции водорода, максимальные значения были получены в области 700–750 °C и составили более 1000 мкмоль/г. Механическая прочность гранул определена в результате динамических и статических испытаний: 0,5 % и 16 МПа соответственно. Площадь удельной поверхности по данным одноточечного метода Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ) составила порядка 110 м2/г. В рамках выполнения работ по получению нового низкотемпературного эмиссионного материала методом твердофазного сплавления были получены образцы электридной формы майенита, проведены лабораторные испытания, результаты которых свидетельствуют о достижении эмиссионного тока до 1 мА, но на данный момент не достигнута длительная стабильная работа эмиттера. В рамках работы по отработке нанесения барьерного покрытия нитрида гафния были получены и исследованы опытные образцы покрытий на штатных деталях катодного узла. Покрытие характеризуется равномерностью по толщине, однородностью по цвету, высокой адгезией к деталям. В продолжение темы планируется проведение огневых испытаний в составе двигателя.

Ключевые слова

катализатор разложения гидразина, электрид на основе майенита, низкотемпературный эмиттер, покрытие нитрида гафния

Список литературы

[1] Вучерер Э. Дж. и др. Улучшение и испытания катализатора S?405 // 49-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по движению. 2013. С. 4053.

[2] Гайдей Т.П.и др. Физико-химические аспекты предельных состояний и структурных превращений в сплошных средах, материалах и технических системах. Санкт-Петербург: Политехника. 2019. С. 46–52.

[3] Джанг И. Дж. и др. Иридиевый катализатор на основе макропористо-мезопористого оксида алюминия для разложения гидразина // Катализ сегодня. 2012. Т. 185. № 1. С. 198–204.

[4] Хван К.Х. и др. Влияние разрушения слоя катализатора на термохимические явления в гидразиновом двигателе с использованием катализаторов Ir/Al2O3 // Исследования в области промышленной и инженерной химии. 2012. № 15. С. 5382–5393.

[5] Гото Д. и др. Результаты испытаний на стойкость гидразинового двигателя на 1 Н // 47-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигателям. 2011. C. 5772.

[6] Стандарт A. D 4058–96, 2001. Стандартный метод испытаний на истирание катализаторов и носителей катализаторов, Международный стандарт ASTM // Западный Коншохокен, Пенсильвания. 2000. Т. 19.

[7] Исмагилов З.Р.и др. Алюмооксидные носители: производство, свойства и применение в каталитических процессах защиты окружающей среды // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. 1998. № 50. С. 1–80.

[8] Пакдехи С.Г., Расулзаде М. Сравнение каталитических свойств нанокатализаторов иридия и никеля при разложении гидразина // Процессы материаловедения. 2015. Т. 11. С. 749–753.

[9] Лев Д.Р. и др. Последние достижения в исследованиях и разработке полых катодов для электродвигателей // Обзоры современной физики плазмы. 2019. Т. 3. С. 1–89.

[10] Ким С.В. и др. Синтез стабильного при комнатной температуре электрида 12CaO·7Al2O3 из расплава и его применение в качестве эмиттера электрического поля // Химия материалов. 2006. Т. 18. № 7. С. 1938–1944.

[11] Рэнд Л.П., Уильямс Дж.Д. Эмиттер полого катода из алюмината кальция // IEEE Transactions on Plasma Science. 2014. Т. 43. № 1. C. 190–194.

[12] Хан К. и др. Простой синтез композита, легированного катионами [Ca24Al28O64] 4+(4e–), с помощью цитратного золь-гель метода // Труды Дальтона. 2018. Т. 47. № 11. С. 3819–3830.

[13] Дробный С. и др. Подробные измерения рабочих функций и разработка полого катода с использованием эмиссионного материала – электрида C12A7 // Материалы конференции по космическому движению, Севилья, 14–18 мая 2018 г.

[14] Макдональд М.С., Карузо Н.Р.С. Инжекция и начальные эксплуатационные характеристики слаботочного полого катода C12A7 // 35-я Международная конференция по электрическим двигателям (IEPC), Атланта, США, 8–12 октября 2017 г.

[15] Юнг Ю.М. и др. Измерение давления в точке образования пузырьков смеси тетрахлорида циркония и гафния для процесса очистки тетрахлорида циркония //Международный журнал химической инженерии и приложений. 2012. Т. 3. № 6. С. 427.

[16] Окамото Х. Система Hf-N (гафний-азот) // Бюллетень фазовых диаграмм сплавов. 1990. Том 11. № 2. C. 146–149.

[17] Ма Ю. и др. Усовершенствованные неорганические нитридные наноматериалы для возобновляемой энергетики: мини-обзор методов синтеза // Рубежи в химии. 2021. Т. 9.

Цитирование данной статьи

Богданова Е.А., Пономарев И.Ю., Наседкин А.В. Освоение и внедрение перспективных технологий в АО «ОКБ «Факел» // Космические аппараты и технологии. 2024. Т. 8. № 1. С. 26-33.

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.