V oblasti letectví je výkonnost materiálů přímo úměrná výkonu, bezpečnosti a vývojovému potenciálu letadel. S rychlým pokrokem letecké technologie se požadavky na materiály stávají stále přísnějšími, a to nejen z hlediska vysoké pevnosti a nízké hustoty, ale také z hlediska odolnosti vůči vysokým teplotám, chemické korozi, elektrické izolace a dielektrických vlastností a dalších aspektů vynikajícího výkonu.Křemenné vláknoV důsledku toho se objevily silikonové kompozity, které se díky své jedinečné kombinaci vlastností staly inovativní silou v oblasti letectví a vnesly novou vitalitu do vývoje moderních leteckých vozidel.
Předúprava vláken zlepšuje spojování
Předběžná úprava křemenných vláken je klíčovým krokem před jejich spojením se silikonovou pryskyřicí. Vzhledem k tomu, že povrch křemenných vláken je obvykle hladký, což nevede k silnému spojení se silikonovou pryskyřicí, lze povrch křemenných vláken upravit chemickým zpracováním, plazmovým zpracováním a dalšími metodami.
Přesné složení pryskyřice pro splnění potřeb
Silikonové pryskyřice musí být přesně formulovány, aby splňovaly rozmanité požadavky na výkon kompozitních materiálů v různých aplikačních scénářích v leteckém průmyslu. To zahrnuje pečlivý návrh a úpravu molekulární struktury silikonové pryskyřice, jakož i přidání vhodného množství tvrdidel, katalyzátorů, plniv a dalších přísad.
Vícenásobné procesy lisování pro zajištění kvality
Mezi běžné procesy tváření silikonových kompozitů s křemennými vlákny patří tváření pryskyřicí transferem (RTM), vakuové vstřikování pryskyřice (VARI) a tváření za tepla, z nichž každý má své jedinečné výhody a rozsah použití.
Transferové lisování pryskyřicí (RTM) je proces, při kterém se předem upravenákřemenné vláknoPředlisek se umístí do formy a poté se připravená silikonová pryskyřice vstříkne do formy za vakuového prostředí, aby se vlákno plně infiltrovalo pryskyřicí, a poté se nakonec vytvrdí a vytvaruje za určité teploty a tlaku.
Proces vstřikování pryskyřice s vakuovou asistencí na druhou stranu využívá vakuové sání k vtažení pryskyřice do forem pokrytých křemennými vlákny, čímž se vytvoří kompozit vláken a pryskyřice.
Proces lisování za tepla spočívá ve smíchání křemenných vláken a silikonové pryskyřice v určitém poměru, vložení do formy a následném vytvrzení pryskyřice za vysoké teploty a tlaku, čímž se vytvoří kompozitní materiál.
Dodatečná úprava pro zdokonalení vlastností materiálu
Po vylisování kompozitního materiálu je pro další zlepšení vlastností materiálu a splnění přísných požadavků leteckého průmyslu nutná řada následných procesů, jako je tepelné zpracování a obrábění. Tepelné zpracování může eliminovat zbytkové napětí uvnitř kompozitního materiálu, zlepšit mezifázové vazby mezi vláknem a matricí a zlepšit stabilitu a trvanlivost materiálu. Přesnou regulací parametrů tepelného zpracování, jako je teplota, čas a rychlost chlazení, lze optimalizovat výkon kompozitních materiálů.
Výhoda výkonu:
Vysoká specifická pevnost a vysoký specifický modul pružnosti, snížení hmotnosti
Ve srovnání s tradičními kovovými materiály mají kompozity z křemenných vláken a silikonu významné výhody v podobě vysoké specifické pevnosti (poměr pevnosti k hustotě) a vysokého specifického modulu (poměr modulu k hustotě). V leteckém průmyslu je hmotnost vozidla jedním z klíčových faktorů ovlivňujících jeho výkon. Snížení hmotnosti znamená, že lze snížit spotřebu energie, zvýšit rychlost letu, dolet a užitečné zatížení. Použitíkřemenné vláknoSilikonové pryskyřičné kompozity pro výrobu trupu, křídel, ocasu a dalších konstrukčních prvků letadel mohou výrazně snížit hmotnost letadla za předpokladu zajištění konstrukční pevnosti a tuhosti.
Dobré dielektrické vlastnosti pro zajištění komunikace a navigace
V moderní letecké technologii je spolehlivost komunikačních a navigačních systémů klíčová. Díky svým dobrým dielektrickým vlastnostem se kompozitní materiál z křemenných vláken a silikonu stal ideálním materiálem pro výrobu radarových antén letadel, komunikačních antén a dalších komponent. Radarové antény musí chránit radarovou anténu před vnějším prostředím a zároveň zajistit, aby elektromagnetické vlny mohly plynule pronikat a přesně přenášet signály. Nízká dielektrická konstanta a nízké ztráty tečny křemenných vláken a silikonových kompozitů mohou účinně snížit ztráty a zkreslení elektromagnetických vln během přenosu, což zajišťuje, že radarový systém přesně detekuje cíl a vede let letadla.
Odolnost proti ablaci v extrémních podmínkách
V některých speciálních částech letadla, jako je spalovací komora a tryska leteckého motoru atd., musí odolávat extrémně vysokým teplotám a proplachování plynem. Kompozity z křemenných vláken a silikonu vykazují vynikající odolnost proti ablaci v prostředí s vysokou teplotou. Když je povrch materiálu vystaven působení plamene za vysoké teploty, silikonová pryskyřice se rozloží a zuhelnatí, čímž vytvoří vrstvu zuhelnatělé vrstvy s tepelně izolačním účinkem, zatímco křemenná vlákna jsou schopna udržet strukturální integritu a nadále poskytovat pevnostní oporu materiálu.
Oblasti použití:
Inovace konstrukce trupu a křídla
Silikonové kompozity z křemenných vlákennahrazují tradiční kovy při výrobě trupů a křídel letadel, což vede k významným strukturálním inovacím. Rámy trupu a nosníky křídel vyrobené z těchto kompozitů nabízejí výrazné snížení hmotnosti při zachování konstrukční pevnosti a tuhosti.
Optimalizace komponent leteckého motoru
Letecký motor je klíčovou součástí letadla a zlepšení jeho výkonu je klíčové pro celkový výkon letadla. Kompozity z křemenných vláken a silikonu se používají v mnoha částech leteckých motorů za účelem optimalizace a zlepšení výkonu jednotlivých dílů. V horkých částech motoru, jako jsou spalovací komory a lopatky turbíny, může odolnost kompozitního materiálu vůči vysokým teplotám a oděru účinně zlepšit životnost a spolehlivost dílů a snížit náklady na údržbu motoru.
Čas zveřejnění: 6. května 2025