Unsur nombor 28 pada Jadual Berkala ialah nikel.Apabila digabungkan dengan logam lain, seperti keluli, logam keras tetapi boleh bentuk ini membentuk aloi yang berguna.Aloi ini mempunyai sifat magnetik, menahan haus dan lusuh, dan boleh menahan suhu yang sangat tinggi.Sifat-sifat ini memberikan aloi berasaskan nikel banyak aplikasi berkesan dalam industri aeroangkasa.
Kapal terbang dan kapal angkasa adalah mesin kompleks yang direka bentuk dan dibina untuk spesifikasi yang tepat.Dalam kebanyakan kes, sama ada pesawat ini berfungsi dengan baik dan boleh dipercayai adalah soal hidup-dan-mati.Dengan itu, jurutera aeroangkasa bergantung pada aloi berasaskan nikel untuk bertindak balas seperti yang dikehendaki apabila mereka menghadapi keadaan tertentu dalam penerbangan.Berikut ialah gambaran bagaimana logam hibrid ini menyumbang kepada industri aeroangkasa.
Aloi Nikel dalam Turbin Gas
Salah satu kegunaan terbaik untuk aloi nikel ialah dalam turbin gas dalam enjin kapal terbang.Turbin ialah kipas berputar yang menggunakan satu sumber kuasa untuk menjana yang lain, seperti dalam empangan hidroelektrik atau turbin angin.Prinsipnya adalah sama dalam turbin gas kapal terbang, kecuali gas bertekanan menjana tenaga yang diperlukan untuk memutar turbin.Turbin kapal terbang mencipta tujahan yang menggerakkan pesawat ke hadapan, dari tanah, dan melalui udara.
Semasa Perang Dunia II, enjin turbin gas memerlukan penyelenggaraan yang kerap kerana suhu tinggi dalam enjin pembakaran menghakis aloi keluli dengan cepat.Para saintis dan jurutera beralih kepada nikel, dengan rintangan haba dan kakisannya, untuk menyelesaikan masalah ini.
Jurutera kapal terbang menggantikan aloi keluli tahan karat dalam turbin dengan aloi nikel, terutamanya dalam kebuk pembakaran.Dalam kebuk pembakaran, penyuntik bahan api melepaskan aliran gas bertekanan yang berterusan, dan pemegang nyalaan memastikan ia membakar keseluruhan penerbangan-walaupun jumlah angin yang tinggi melalui turbin.Oleh kerana nyalaan berterusan ini, kebuk pembakaran mesti menahan suhu tinggi untuk jangka masa yang berterusan.Aloi nikel menjadikannya mungkin.
Selepas menemui nilai aloi nikel dalam turbin gas, jurutera aeroangkasa terus meningkatkan aloi nikel untuk penerbangan kapal terbang.
Menambah logam lain pada aloi, seperti tungsten dan molibdenum, menjadikannya lebih tahan haba.Penggunaan salutan berasaskan aluminium memberikan aloi nikel lebih tahan terhadap kakisan dan karat.Kaedah baru untuk melontar aloi memberi mereka kekuatan arah yang diperlukan.
Hari ini, enjin jet mengandungi kira-kira 1.8 tan aloi nikel.Aloi nikel ini membolehkan enjin jet melengkapkan kira-kira 20,000 jam penerbangan sebelum memerlukan penyelenggaraan yang besar.Bandingkan dengan hayat penerbangan 5 jam pesawat sebelum aloi nikel menjadi standard, dan jelas bahawa aloi nikel adalah penting dalam industri aeroangkasa.
Aloi Nikel dalam Bahagian Kapal Terbang Lain
Walaupun ia terkenal kerana meningkatkan kecekapan turbin gas, aloi nikel mempunyai aplikasi di bahagian lain kapal terbang juga.
Aloi 80A menahan perubahan bentuk, walaupun pada suhu yang sangat tinggi dan di bawah tekanan yang kuat.Ia biasanya ditemui dalam injap ekzos kapal terbang, yang mengeluarkan ekzos panas daripada enjin.
Monel adalah satu lagi aloi nikel yang digunakan dalam kapal terbang.Logam ini mengandungi 68% nikel, 29% tembaga, dan sejumlah kecil besi, mangan, dan unsur-unsur lain.Sama seperti keluli dalam banyak cara, monel mempunyai rintangan yang tinggi terhadap tegasan galas berat (dikenali sebagai kekuatan tegangan) dan boleh dikimpal.Pesawat mempunyai monel dalam manifold ekzosnya, injap dan lengan karburetor, serta gear dan rantai yang mengawal gear pendaratan.Rivet monel digunakan untuk memegang aloi nikel-keluli di tempatnya juga.
Aloi Nikel pada Modul Lunar
Aloi berasaskan nikel sangat berguna dalam industri aeroangkasa sehingga mereka pernah ke Bulan.Semasa tahun 1960-an, misi Apollo Amerika Syarikat membenarkan 12 lelaki berjalan di Bulan.Untuk ke sana, angkasawan ini menggunakan kapal angkasa yang direka khusus untuk mendarat di Bulan: Modul Lunar, atau LM.
Menurut Muzium Udara dan Angkasa Negara Smithsonian, aloi berasaskan nikel terdiri daripada banyak bahagian luar hitam LM.
Bahagian hitam ini menggunakan aloi nikel-keluli untuk menyerap dan memantulkan haba Matahari dari LM.Dengan bantuan sehingga 25 lapisan salutan aluminium di atas aloi nikel, bahagian ini juga melindungi kapal angkasa daripada meteoroid kecil.
Aloi nikel yang digunakan pada LM adalah sangat nipis: 0.0021072 mm/0.0000833 in. tebal.Bandingkan dengan kerajang aluminium biasa
iaitu sekitar 0.2 mm/0.0079 in. tebal.Sekeping kertas pencetak biasanya 0.1 mm/0.0038 in. tebal.Filem 1995 "Apollo 13" memaparkan rujukan kepada bahagian LM yang sangat nipis ini.Semasa penyiaran kapal angkasa ke Bumi, Jim Lovell (digambarkan oleh Tom Hanks) mengatakan bahawa "kulit LM di sesetengah tempat hanya setebal beberapa lapisan kertas timah, dan itu sahaja yang melindungi kita daripada ruang hampa. ”
Jelas aloi nikel mempunyai hubungan penting dengan sejarah aeroangkasa.Tanpa aloi logam tahan panas dan kakisan ini, kita tidak dapat mengembara merentasi lautan dengan begitu mudah hari ini, begitu juga manusia tidak akan berjalan di permukaan Bulan.Sesungguhnya aloi berasaskan nikel ini adalah logam moden yang amat diperlukan.
Masa siaran: Dis-19-2022
