Приложение на пирографита и неговите свойства

Въпреки факта, чеметодът за отлагане на пирографит е открит доста отдавна (патентът е получен през 1880 г.), промишленото му приложение започва в началото на 70-те години на 20 век и в области, далеч от националната икономика. Благодарение на изключителните си свойства, използването на пирографита стана възможно в областта на самолето- и ракетостроенето, както и производството на оръжия (управляеми снаряди и ракети).

Пирогорафитът в своята чиста форма има високи механични характеристики, превишаващи 5-10 пъти механичните характеристики наизостатично пресован технически графит при температури над 2500 градуса по Целзий и много по-високи от тези на топлоустойчивите стомани и никелови сплави. В допълнение, високата анизотропия на пирографита позволява да се използва като покрития на дюзи, както и обшивки за хиперзвукови самолети, защитни екрани, плазмени горелки и други части, които влизат в контакт с горещи газове, тъй като топлопроводимостта в посока, перпендикулярна на основата, е до 500 пъти по-ниска, отколкото в посока, успоредна на основата. Освен това пирографитът се счита за непорест материал и неговият филм с дебелина 0,03-0,05 mm не пропуска хелий дори при температури над 2500 градуса по Целзий. В допълнение, има възможност за допиране на пирокарбон за допълнително повишаване на неговите характеристики; силиций, ниобий, бор, кобалт или хафний често се използват като легиращи материали. Така се получават по-здрави материали.

Има информация за използването на такива материали, по-специално боропиралои (пирографит, легиран с бор), в стратегическите балистични ракети Polaris. Якостта на огъване на борната сплав е 26 kg/mm2, със стойността на yпирографит 15,5 kg / mm2, а за технически графит 1,75-5,0 kg / mm2. Ракетните дюзи, облицовани с този материал по време на тестове, могат да издържат на температури до 3500 градуса по Целзий за минута, което е по-високо, отколкото при използване на по-тежки и по-трудни за обработка волфрамови дюзи.

Единственият недостатък на пирографита и сплавите на основата на пирографит е неговата цена, която не позволява широкото използване на тези материали в гражданската промишленост, поради високата консумация на енергия в процеса на производство на пирографит и ниския добив на висококачествен материал. Същността на технологията за производство на пирографит се състои в нагряването на въглеводородите до температура над 2000 градуса по Целзий и насочването на потока от нажежен въглеводороден газ върху субстрат, който изисква покритие. Пирографитът лежи на слоеве, образувайки слоеста структура, осигуряваща анизотропни свойства в различни посоки спрямо субстрата. При получаване на пирографит при температури над 2500 градуса се получават практически бездефектни слоеве, които при охлаждане не подлежат на напукване.