В областта на авиацията, характеристиките на материалите са пряко свързани с характеристиките, безопасността и потенциала за развитие на самолетите. С бързия напредък на авиационните технологии, изискванията към материалите стават все по-строги, не само по отношение на висока якост и ниска плътност, но и по отношение на устойчивост на високи температури, химическа устойчивост на корозия, електрическа изолация и диелектрични свойства и други аспекти на отличните характеристики.Кварцови влакнаВ резултат на това се появиха силиконови композити, които с уникалната си комбинация от свойства се превърнаха в иновативна сила в областта на авиацията, вдъхвайки нов тласък на развитието на съвременните авиационни превозни средства.
Предварителната обработка на влакната подобрява свързването
Предварителната обработка на кварцовите влакна е важна стъпка преди смесването им със силиконова смола. Тъй като повърхността на кварцовите влакна обикновено е гладка, което не е благоприятно за здраво свързване със силиконовата смола, повърхността им може да бъде модифицирана чрез химическа обработка, плазмена обработка и други методи.
Прецизна формула на смола, която отговаря на нуждите
Силиконовите смоли трябва да бъдат точно формулирани, за да отговарят на разнообразните изисквания за производителност на композитните материали в различните сценарии на приложение в аерокосмическата област. Това включва внимателно проектиране и регулиране на молекулярната структура на силиконовата смола, както и добавяне на подходящи количества втвърдители, катализатори, пълнители и други добавки.
Множество процеси на формоване за осигуряване на качество
Често срещаните процеси на формоване на кварцови влакнести силиконови композити включват формоване чрез трансфер на смола (RTM), вакуумно асистирано инжектиране на смола (VARI) и горещо пресоване, всеки от които има свои уникални предимства и обхват на приложение.
Трансферното формоване със смола (RTM) е процес, при който предварително обработенатакварцови влакнаПреформата се поставя в матрица, след което приготвената силиконова смола се инжектира във матрицата под вакуум, за да се инфилтрира напълно влакното със смолата, след което накрая се втвърдява и формова при определена температура и налягане.
Процесът на вакуумно-асистирано инжектиране на смола, от друга страна, използва вакуумно засмукване, за да изтегли смолата във формите, покрити с кварцови влакна, за да се получи композитът от влакна и смола.
Процесът на горещо компресионно формоване е смесване на кварцови влакна и силиконова смола в определено съотношение, поставяне във формата и след това втвърдяване на смолата под висока температура и налягане, за да се образува композитен материал.
Последваща обработка за усъвършенстване на свойствата на материала
След формоването на композитния материал са необходими редица процеси на последваща обработка, като термична обработка и машинна обработка, за да се подобрят допълнително свойствата на материала и да се отговорят на строгите изисквания на авиационната област. Термичната обработка може да елиминира остатъчното напрежение вътре в композитния материал, да подобри междуфазовата връзка между влакната и матрицата и да подобри стабилността и издръжливостта на материала. Чрез прецизен контрол на параметрите на термична обработка, като температура, време и скорост на охлаждане, може да се оптимизира производителността на композитните материали.
Предимство в производителността:
Висока специфична якост и висок специфичен модул на еластичност, намаляване на теглото
В сравнение с традиционните метални материали, кварцово-фибросиликоновите композити имат значителни предимства като висока специфична якост (съотношение на якост към плътност) и висок специфичен модул (съотношение на модул към плътност). В аерокосмическата индустрия теглото на превозното средство е един от ключовите фактори, влияещи върху неговите характеристики. Намаляването на теглото означава, че може да се намали консумацията на енергия, да се увеличи скоростта на полета, да се увеличи обхватът и полезният товар. Използването на...кварцови влакнаСиликоновите смолни композити за производството на фюзелаж, крила, опашка и други структурни компоненти на самолети могат значително да намалят теглото на самолета, като същевременно осигуряват структурна здравина и твърдост.
Добри диелектрични свойства за осигуряване на комуникация и навигация
В съвременните авиационни технологии надеждността на комуникационните и навигационни системи е от решаващо значение. С добрите си диелектрични свойства, кварцово-влакнестият силиконов композитен материал се е превърнал в идеален материал за производство на радарни обтекатели, комуникационни антени и други компоненти на самолети. Обтекателите трябва да предпазват радарната антена от външната среда и същевременно да гарантират плавното проникване на електромагнитните вълни и точното предаване на сигналите. Ниската диелектрична константа и ниските тангенциални загуби на кварцово-влакнестите силиконови композити могат ефективно да намалят загубите и изкривяванията на електромагнитните вълни в процеса на предаване, като гарантират, че радарната система точно открива целта и насочва полета на самолета.
Устойчивост на аблация за екстремни условия
В някои специални части на самолета, като например горивната камера и дюзата на авиационния двигател и др., е необходимо да издържат на изключително високи температури и продухване с газове. Силиконовите композити от кварцови влакна показват отлична устойчивост на аблация във високотемпературна среда. Когато повърхността на материала е подложена на въздействието на високотемпературния пламък, силиконовата смола се разлага и карбонизира, образувайки слой от карбонизиран слой с топлоизолационен ефект, докато кварцовите влакна са в състояние да поддържат структурната цялост и да продължат да осигуряват здравина на материала.
Области на приложение:
Иновации в конструкцията на фюзелажа и крилата
Силиконови композити от кварцови влакназаместват традиционните метали в производството на фюзелажи и крила на самолети, което води до значителни структурни иновации. Рамките на фюзелажите и гредите на крилата, изработени от тези композити, предлагат значително намаляване на теглото, като същевременно запазват структурната здравина и твърдост.
Оптимизация на компонентите на авиационни двигатели
Авиационният двигател е основният компонент на самолета и подобряването на неговите характеристики е от решаващо значение за цялостната производителност на самолета. Силиконовите композити от кварцови влакна са били използвани в много части на авиационни двигатели за постигане на оптимизация и подобряване на производителността на частите. В горещите части на двигателя, като горивната камера и лопатките на турбината, устойчивостта на композитния материал на висока температура и износване може ефективно да подобри експлоатационния живот и надеждността на частите и да намали разходите за поддръжка на двигателя.
Време на публикуване: 06 май 2025 г.