در حوزه هوانوردی، عملکرد مواد ارتباط مستقیمی با عملکرد، ایمنی و پتانسیل توسعه هواپیما دارد. با پیشرفت سریع فناوری هوانوردی، الزامات مربوط به مواد نه تنها با استحکام بالا و چگالی کم، بلکه در مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، عایق الکتریکی و خواص دی الکتریک و سایر جنبه‌های عملکرد عالی، سخت‌گیرانه‌تر می‌شود.فیبر کوارتزدر نتیجه، کامپوزیت‌های سیلیکونی پدیدار شده‌اند و با ترکیب منحصر به فرد خواص خود، به نیرویی نوآورانه در حوزه هوانوردی تبدیل شده‌اند و نشاط جدیدی را به توسعه وسایل نقلیه هوایی مدرن تزریق می‌کنند.
پیش تیمار الیاف، پیوند را بهبود می‌بخشد
پیش تصفیه الیاف کوارتز یک مرحله حیاتی قبل از ترکیب الیاف کوارتز با رزین سیلیکونی است. از آنجایی که سطح الیاف کوارتز معمولاً صاف است، که برای پیوند قوی با رزین سیلیکونی مناسب نیست، سطح الیاف کوارتز را می‌توان از طریق تصفیه شیمیایی، تصفیه پلاسما و سایر روش‌ها اصلاح کرد.
فرمولاسیون دقیق رزین برای رفع نیازها
رزین‌های سیلیکونی باید به طور دقیق فرموله شوند تا الزامات عملکردی متنوع مواد کامپوزیتی در سناریوهای مختلف کاربردی در حوزه هوافضا را برآورده کنند. این امر شامل طراحی دقیق و تنظیم ساختار مولکولی رزین سیلیکونی و همچنین افزودن مقادیر مناسب عوامل پخت، کاتالیزورها، پرکننده‌ها و سایر افزودنی‌ها می‌شود.
فرآیندهای قالب‌گیری چندگانه برای اطمینان از کیفیت
فرآیندهای قالب‌گیری رایج برای کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتز شامل قالب‌گیری انتقالی رزین (RTM)، تزریق رزین با کمک خلاء (VARI) و قالب‌گیری پرس داغ است که هر کدام مزایا و دامنه کاربرد منحصر به فرد خود را دارند.
قالب‌گیری انتقالی رزین (RTM) فرآیندی است که در آن، ...فیبر کوارتزپیش فرم در قالب قرار داده می‌شود و سپس رزین سیلیکونی آماده شده در محیط خلاء به قالب تزریق می‌شود تا رزین به طور کامل به الیاف نفوذ کند و در نهایت تحت دما و فشار خاصی پخت و قالب‌گیری می‌شود.
از سوی دیگر، فرآیند تزریق رزین به کمک خلاء، از مکش خلاء برای کشیدن رزین به داخل قالب‌های پوشیده از الیاف کوارتز استفاده می‌کند تا کامپوزیت الیاف و رزین حاصل شود.
فرآیند قالب‌گیری فشاری داغ به این صورت است که الیاف کوارتز و رزین سیلیکونی را به نسبت معینی مخلوط می‌کنند، در قالب قرار می‌دهند و سپس رزین را تحت دما و فشار بالا پخت می‌کنند تا یک ماده کامپوزیتی تشکیل شود.
عملیات تکمیلی برای بهبود خواص مواد
پس از قالب‌گیری مواد کامپوزیتی، مجموعه‌ای از فرآیندهای پس از عملیات، مانند عملیات حرارتی و ماشینکاری، برای بهبود بیشتر خواص مواد و برآورده کردن الزامات سختگیرانه حوزه هوانوردی مورد نیاز است. عملیات حرارتی می‌تواند تنش پسماند درون مواد کامپوزیتی را از بین ببرد، پیوند سطحی بین فیبر و ماتریس را افزایش دهد و پایداری و دوام مواد را بهبود بخشد. با کنترل دقیق پارامترهای عملیات حرارتی مانند دما، زمان و سرعت خنک‌سازی، می‌توان عملکرد مواد کامپوزیتی را بهینه کرد.
مزیت عملکرد:
کاهش وزن با استحکام و مدول ویژه بالا
در مقایسه با مواد فلزی سنتی، کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتز از مزایای قابل توجهی مانند استحکام ویژه بالا (نسبت استحکام به چگالی) و مدول ویژه بالا (نسبت مدول به چگالی) برخوردارند. در هوافضا، وزن یک وسیله نقلیه یکی از عوامل کلیدی مؤثر بر عملکرد آن است. کاهش وزن به این معنی است که می‌توان مصرف انرژی را کاهش داد، سرعت پرواز را افزایش داد، برد و بار مفید را افزایش داد. استفاده ازفیبر کوارتزکامپوزیت‌های رزین سیلیکونی برای ساخت بدنه، بال‌ها، دم و سایر اجزای سازه‌ای هواپیما می‌توانند با فرض تضمین استحکام و سختی سازه، وزن هواپیما را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
خواص دی‌الکتریک خوب برای اطمینان از ارتباط و ناوبری
در فناوری هوانوردی مدرن، قابلیت اطمینان سیستم‌های ارتباطی و ناوبری بسیار مهم است. کامپوزیت سیلیکونی الیاف کوارتز با خواص دی‌الکتریک خوب خود، به ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت رادوم هواپیما، آنتن ارتباطی و سایر اجزا تبدیل شده است. رادوم‌ها باید از آنتن رادار در برابر محیط خارجی محافظت کنند و در عین حال اطمینان حاصل کنند که امواج الکترومغناطیسی می‌توانند به راحتی نفوذ کرده و سیگنال‌ها را به طور دقیق منتقل کنند. ثابت دی‌الکتریک پایین و تلفات مماس کم کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتز می‌تواند به طور مؤثر تلفات و اعوجاج امواج الکترومغناطیسی را در فرآیند انتقال کاهش دهد و تضمین کند که سیستم رادار به طور دقیق هدف را تشخیص داده و پرواز هواپیما را هدایت می‌کند.
مقاومت در برابر فرسایش برای محیط‌های بسیار سخت
در برخی از قطعات خاص هواپیما، مانند محفظه احتراق و نازل موتور هواپیما و غیره، آنها باید در برابر دمای بسیار بالا و نشت گاز مقاومت کنند. کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتز مقاومت سایشی بسیار خوبی در محیط‌های با دمای بالا نشان می‌دهند. هنگامی که سطح ماده در معرض ضربه شعله با دمای بالا قرار می‌گیرد، رزین سیلیکون تجزیه و کربنیزه می‌شود و لایه‌ای از لایه کربنیزه با اثر عایق حرارتی تشکیل می‌دهد، در حالی که الیاف کوارتز قادر به حفظ یکپارچگی ساختاری و ادامه پشتیبانی از استحکام برای ماده هستند.
زمینه‌های کاربرد:
نوآوری در ساختار بدنه و بال هواپیما
کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتزجایگزین فلزات سنتی در ساخت بدنه و بال هواپیما می‌شوند و منجر به نوآوری‌های ساختاری قابل توجهی می‌شوند. قاب بدنه و تیرهای بال ساخته شده از این کامپوزیت‌ها، ضمن حفظ استحکام و سختی سازه، کاهش وزن قابل توجهی را ارائه می‌دهند.
بهینه‌سازی اجزای موتور هواپیما
موتور هواپیما جزء اصلی یک هواپیما است و بهبود عملکرد آن برای عملکرد کلی هواپیما بسیار مهم است. کامپوزیت‌های سیلیکونی الیاف کوارتز در بسیاری از قسمت‌های موتور هواپیما برای دستیابی به بهینه‌سازی و بهبود عملکرد قطعات استفاده شده‌اند. در قسمت‌های انتهایی موتور، مانند محفظه احتراق و پره‌های توربین، مقاومت در برابر دمای بالا و سایش مواد کامپوزیتی می‌تواند به طور موثری عمر مفید و قابلیت اطمینان قطعات را بهبود بخشد و هزینه نگهداری موتور را کاهش دهد.
زمان ارسال: مه-06-2025
