Возможность применения
в качестве высокотемпературных материалов тугоплавких металлов,
например вольфрама, молибдена, ниобия и тантала, ограничена из-за
недостаточной устойчивости их к окислению при высоких температурах. В
ракетных соплах, однако, вследствие кратковременного воздействия высоких
температур— даже незащищенные молибден и вольфрам, их сплавы, а также
графит и композиционные материалы на основе вольфрам — серебро
показали очень хорошие результаты. У ракет, работающих с твердыми и
жидкими реактивными зарядами, часто при сгорании образуются нейтральные
или слабо восстановительные выхлопные газы, которые могут в течение
короткого времени играть роль защитной атмосферы.
В обычных
же случаях применения высоких температур приходится иметь дело с
воздействием агрессивной или окислительной атмосферы. Таким образом,
тугоплавкие металлы можно применять только лишь при повышении их
окалиностойкости путем легирования или в том случае, если они защищены
окалиностойким покрытием, хорошо соединяющимся с основным
материалом.
В то время
как легирование молибдена и вольфрама до настоящего времени не дало
положительных результатов (если не считать разработку хрупких
высокотемпературных, устойчивых до 1700° С дисилицидов), легирование
ниобия 28% W и 10% Ti позволило получить окалиностойкие материалы,
устойчивые на воздухе или в кислороде при температуре до 1300°С вследствие
образования прочно соединяющейся с основным материалом окисной пленки
Nb20.3—WO3—Ti02 со структурой
рутила [42].
Разработаны защитные
покрытия на основе Si, А1— Si—Cr, Cr—Ti—'Si, MoSi2—Ni—Cr и керамики. Таким образом,
молибден, вольфрам и ниобий или их сплавы с защищенной поверхностью в
будущем могут быть использованы при температурах примерно до 1500° С
[43].
Для
тугоплавких благородных металлов подобные защитные покрытия не требуются.
Их применению, однако, препятствуют большая плотность и высокая
стоимость. Некоторые возможности существуют для покрытий,
промежуточных слоев или керметов из металлов платиновой
группы.
