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AISI 304和陶瓷轴承将对人类的下一次飞跃至关沉要

美国国度航空航天局代理副局长Aaron Cohen曾暗示：“太空是一项危险的业务。我一向以为每次发射都是一次险些无法节造的爆炸。”。“预计不久的未来会有几个新的太空项目，必须不惜所有价值预防这些风险。这给工程师们带来了更大的责任，让他们造作出可能接受剧烈航天飞机发射和恶劣太空真空的高机能部件。

结合国已将天基服务和技术确定为其2030年17项可持续发展指标的关键。其网站暗示，空间技术将是“理解气象变动和整个灾害治理周期的关键
；在无数太空利用中，这只是两个例子。”《福布斯》杂志预测了未来几年的几项空间技术发展。其中蕴含以绿色为导向的项目，如装置在卫星上的红表相机，用于监测家庭和企业产生的热排放，以及丈量丛林砍伐与碳使用之间关系的卫星图像地图。

福布斯补充路，还打算进行较幼规模的月球有效载荷观光，并发射更多卫星。这些项目将给设备造作商带来更大的压力，要求他们采购和使用可能在太空真空中生计的关键工作机械部件。传感器、太阳能电池、透镜和半导体等沉要部件将因太阳未经过滤的辐射而受到极端的温度颠簸，在某些情况下会导致故障和价值数百万美元的损失。

这些挑战也合用于轴承。一个重要问题是，超清洁的真空环境，出格是那些以高温或低温或高侵蚀性元素为特点的环境，会对轴承寿命产生惊人的90%的影响。一方面，机械造作商一向在提高食品加工和钢铁造作等基于地球的利用中使用的轴承的机能要求，出格是为了提高它们在高侵蚀性环境中以及在湿润和化学品中的机能。但是，轴承若何接受太空的真空，以及在太空利用中日益增长的使用需要？

使用寿命更长

太空的恶劣前提蕴含刻薄的成分，如绝对真空、颠簸的温度，以及火箭部件在发射过程中受到的极端和剧烈的沉力。为了接受这些前提，轴承应该经过空间核准——但这到底意味着什么？

首先，用于太空的轴承梦想情况下应切合AS9102航空航天首件检验尺度，该尺度涵盖了从幼型电气部件到大型结构组件的零件造作过程，这些零件用于航空、太空和国防。这是AS9100系列律例的一部门，AS9100是航空航天的ISO 9001质量治理系统。这些尺度对轴承自身提出了工程要求。

以滚珠维持架为例，也被称为维持架，它将轴承的滚珠与中心滚动部件分离。笼能够由AISI 304奥氏体不锈钢造成，由于它拥有优异的耐侵蚀性和在高温下的优良机能。在不锈钢轴承上涂覆聚四氟乙烯（PTFE）也是有益的，聚四氟乙烯是世界上最通用的塑料资料之一。PTFE在航天器表的利用越来越多，其拉伸、伸长率、弯曲和冲击机能在真空环境中比Tefzel（ETFE）等更常用的氟基塑料好十倍。

轴承的寿命也应该思考在内，尤其是若是它们要用于航天器上的滚动元件，这些航天器必须在远离地球的处所运行数年、数十年或无期限。光滑在这里至关沉要，低脱气和低蒸气压油已经被开发出来，出格是用于太空利用。合成碳氢化合物或全氟聚醚（PFPE）液体光滑剂在航空航天工业中已经使用了30多年。

侵略性环境

让我们看看其他资料：陶瓷，它通常用于太空中的隔热系统或隔热罩。陶瓷被证明能够有效地接受极端的温度变动，好比当航天器高速进入任何类型的大气层时，无论是地球还是火星。陶瓷拥有优异的低和善高温不变性，这意味着它们能够用于深空、低温以及熔炉利用。

这就给我们带来了陶瓷轴承，由于其利益和弊端，陶瓷轴承往往被钢轴承所覆盖。首先是弊端：陶瓷轴承环的圆度不如高精度钢轴承。只管陶瓷轴承比钢更硬，但这种资料也更脆。因而，全陶瓷轴承不用于机床或涡轮机等高速利用。超精密混合轴承是这些利用的首选。陶瓷轴承的成本也更高。

然而，陶瓷轴承用于其他资料不合用的侵蚀性环境。它们最常用于必要优异耐侵蚀性以及露出在极低或高温下的利用
；痪浠八，陶瓷生物是在太空中使用的梦想选择。

陶瓷轴承中最常用的资料是氧化锆（ZrO2）和氮化硅（Si3N4）。两者都拥有优异的耐侵蚀性，这些资料拥有低摩擦系数，这给我们带来了全陶瓷轴承的一个关键优势：它们能够在没有光滑的情况下持续高速运行，这就是为什么Si3N4时时用于真空环境的原因。

ZrO2轴承可在高达400摄氏度的温度下使用，Si3N4轴承可在800摄氏度的高温下使用。这意味着轴承没有滚珠维持架，相反，自由空间允许装置额表的滚珠。只管最大速度大大降低，但滚珠补强的增长允许径向轴承容量的显著增长。低至约莫零下200摄氏度，只有使用相宜的维持架，陶瓷也拥有优异的低温机能。

氮化硅轴承拥有轻质和真空兼容的个性，在太空索求利用中将受到极大的依赖。它们将出格有利于卫星和航天器，由于它们必要最佳的沉量能力来加强飞行动力学和加快度。这些专业轴承及其不锈钢轴承将对确保人类的下一次巨大飞跃是一项远离风险的事业至关沉要。

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