Rețetă compoziție miez reactor Falcon 12

ReactoFalcon 9 Pentru a crea un reactor de grafit capabil să reziste la 3900°C fără sublimare și la șocul termic cauzat de explozia apei, urmează această rețetă și proces tehnologic:

Componenți principali:

1. Praf de grafit de înaltă puritate (80-85%): 

   - Baza materialului, cu conductivitate termică ridicată și rezistență la temperaturi extreme.

2. Ceramică ultra-refracratară (10-15%):

   - Hafniu carbură (HfC) sau Tantal-Hafniu carbură (Ta₄HfC₅) pentru a crește punctul de topire și a reduce sublimarea. Aceste ceramici rezistă până la 4000°C.

3. Fibre de carbon (5%):  

   - Îmbunătățesc rezistența la șoc termic și tenacitatea.

4.Liant termostabil (3-5%):

   - Rășină fenolică sau pitch de cărbune pentru a lega particulele în timpul presării. Acesta se carbonizează în timpul sinterizării.

Proces de fabricație:

1. Amestecarea componentelor:  

   - Combină praful de grafit, ceramica refracratară (ex. HfC), fibrele de carbon și liantul. Omogenizează amestecul pentru distribuție uniformă.

2. Presare la presiune extremă (100-500 de tone):

   - Utilizează presă izostatică sau mecanică pentru a compacta amestecul într-un corp dens (green body). Presiunea înaltă reduce porozitatea.

3. Tratament termic în arc electric (în atmosferă de azot): 

   - Sinterizează materialul într-un cuptor cu arc electric la >2500°C, într-o atmosferă inertă de azot. Acest pas activează:

     - Carbonizarea liantului, formând o matrice de cărbune.

     - Difuzia ceramicii refracratare în structura de grafit, sporind stabilitatea termică.

     - Posibilă formare de nitruri (ex. HfN) pentru rezistență suplimentară.

4. Finisare mecanică: 

   - Prelucrează reactorul pentru a obține dimensiuni precise și suprafață netedă.

Mecanisme de rezistență:

- HfC/Ta₄HfC₅: Mărește punctul de sublimare și reduce erosia termică la 3900°C.

- Fibrele de carbon: Absorb energia șocului termic și previn crăparea la contactul cu apa.

- Azotul atmosferic: Inhibă oxidarea și stabilizează reacțiile la temperaturi înalte.

Notă tehnică:

- Testare: Evaluează reactorul în condiții simulate de temperatură extremă și șoc termic (ex. expunere la abur supraîncălzit).

- Costuri:Materialele precum HfC sunt scumpe, dar esențiale pentru performanță.

Această formulare combină grafitul cu materiale avansate pentru a rezista la cele mai extreme condiții.