Trong lĩnh vực hàng không, hiệu suất của vật liệu liên quan trực tiếp đến hiệu suất, độ an toàn và tiềm năng phát triển của máy bay. Với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ hàng không, các yêu cầu đối với vật liệu ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn, không chỉ có độ bền cao và mật độ thấp, mà còn về khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn hóa học, cách điện và tính chất điện môi và các khía cạnh khác của hiệu suất tuyệt vời.Sợi thạch anhKết quả là vật liệu composite silicon đã ra đời và với sự kết hợp độc đáo các tính chất của chúng, chúng đã trở thành một lực lượng sáng tạo trong lĩnh vực hàng không, mang lại sức sống mới cho sự phát triển của các phương tiện hàng không hiện đại.
Tiền xử lý sợi cải thiện liên kết
Tiền xử lý sợi thạch anh là bước quan trọng trước khi kết hợp sợi thạch anh với nhựa silicon. Vì bề mặt sợi thạch anh thường nhẵn, không có lợi cho liên kết chặt chẽ với nhựa silicon, bề mặt sợi thạch anh có thể được biến đổi thông qua xử lý hóa học, xử lý plasma và các phương pháp khác.
Công thức nhựa chính xác để đáp ứng nhu cầu
Nhựa silicon cần được pha chế chính xác để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất vật liệu composite đa dạng của các tình huống ứng dụng khác nhau trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Điều này bao gồm thiết kế và điều chỉnh cẩn thận cấu trúc phân tử của nhựa silicon, cũng như bổ sung lượng chất đóng rắn, chất xúc tác, chất độn và các chất phụ gia khác phù hợp.
Nhiều quy trình đúc để đảm bảo chất lượng
Các quy trình đúc phổ biến cho vật liệu composite sợi thạch anh silicon bao gồm Đúc chuyển nhựa (RTM), Phun nhựa hỗ trợ chân không (VARI) và Đúc ép nóng, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và phạm vi ứng dụng riêng.
Đúc chuyển nhựa (RTM) là một quá trình trong đó vật liệu được xử lý trướcsợi thạch anhphôi được đặt trong khuôn, sau đó nhựa silicon đã chuẩn bị được phun vào khuôn trong môi trường chân không để nhựa thấm hoàn toàn vào sợi, sau đó cuối cùng được đóng rắn và đúc dưới nhiệt độ và áp suất nhất định.
Ngược lại, quy trình phun nhựa hỗ trợ chân không sử dụng lực hút chân không để kéo nhựa vào khuôn phủ sợi thạch anh để tạo ra vật liệu composite từ sợi và nhựa.
Quá trình đúc nén nóng là trộn sợi thạch anh và nhựa silicon theo tỷ lệ nhất định, cho vào khuôn, sau đó làm nhựa đóng rắn dưới nhiệt độ và áp suất cao để tạo thành vật liệu composite.
Xử lý sau để hoàn thiện các tính chất của vật liệu
Sau khi vật liệu composite được đúc, cần một loạt các quy trình xử lý sau, chẳng hạn như xử lý nhiệt và gia công, để cải thiện hơn nữa các tính chất của vật liệu và đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của lĩnh vực hàng không. Xử lý nhiệt có thể loại bỏ ứng suất dư bên trong vật liệu composite, tăng cường liên kết giao diện giữa sợi và ma trận, và cải thiện độ ổn định và độ bền của vật liệu. Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số xử lý nhiệt như nhiệt độ, thời gian và tốc độ làm mát, có thể tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu composite.
Ưu điểm về hiệu suất:
Giảm trọng lượng có độ bền riêng cao và mô đun riêng cao
So với vật liệu kim loại truyền thống, vật liệu composite silicon sợi thạch anh có những ưu điểm đáng kể về cường độ riêng cao (tỷ lệ cường độ trên mật độ) và mô đun riêng cao (tỷ lệ mô đun trên mật độ). Trong ngành hàng không vũ trụ, trọng lượng của phương tiện là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của phương tiện. Giảm trọng lượng có nghĩa là có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng, tăng tốc độ bay, tăng phạm vi và tải trọng. Việc sử dụngsợi thạch anhVật liệu composite nhựa silicon dùng để chế tạo thân máy bay, cánh, đuôi và các bộ phận cấu trúc khác có thể làm giảm đáng kể trọng lượng của máy bay với điều kiện đảm bảo độ bền và độ cứng của kết cấu.
Tính chất điện môi tốt để đảm bảo liên lạc và điều hướng
Trong công nghệ hàng không hiện đại, độ tin cậy của hệ thống liên lạc và dẫn đường là rất quan trọng. Với đặc tính điện môi tốt, vật liệu composite silicon sợi thạch anh đã trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất mái che radar máy bay, ăng ten liên lạc và các thành phần khác. Mái che radar cần bảo vệ ăng ten radar khỏi môi trường bên ngoài và đồng thời đảm bảo rằng sóng điện từ có thể xuyên qua và truyền tín hiệu một cách trơn tru và chính xác. Hằng số điện môi thấp và đặc tính mất tiếp tuyến thấp của vật liệu composite silicon sợi thạch anh có thể làm giảm hiệu quả tình trạng mất và méo sóng điện từ trong quá trình truyền, đảm bảo rằng hệ thống radar phát hiện chính xác mục tiêu và dẫn đường cho máy bay bay.
Khả năng chống phá hủy trong môi trường khắc nghiệt
Ở một số bộ phận đặc biệt của máy bay, chẳng hạn như buồng đốt và vòi phun của động cơ hàng không, v.v., chúng cần chịu được nhiệt độ cực cao và xả khí. Vật liệu composite silicon sợi thạch anh cho thấy khả năng chống mài mòn tuyệt vời trong môi trường nhiệt độ cao. Khi bề mặt vật liệu chịu tác động của ngọn lửa nhiệt độ cao, nhựa silicon sẽ phân hủy và cacbon hóa, tạo thành lớp lớp cacbon hóa có tác dụng cách nhiệt, trong khi sợi thạch anh có thể duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc và tiếp tục cung cấp hỗ trợ cường độ cho vật liệu.
Các lĩnh vực ứng dụng:
Đổi mới cấu trúc thân máy bay và cánh
Vật liệu composite silicon sợi thạch anhđang thay thế kim loại truyền thống trong sản xuất thân máy bay và cánh, dẫn đến những cải tiến đáng kể về cấu trúc. Khung thân máy bay và dầm cánh được làm từ các vật liệu tổng hợp này giúp giảm đáng kể trọng lượng trong khi vẫn duy trì độ bền và độ cứng của cấu trúc.
Tối ưu hóa thành phần động cơ máy bay
Động cơ hàng không là thành phần cốt lõi của máy bay, và việc cải thiện hiệu suất của nó là rất quan trọng đối với hiệu suất chung của máy bay. Vật liệu composite silicon sợi thạch anh đã được ứng dụng trong nhiều bộ phận của động cơ hàng không để đạt được sự tối ưu hóa và cải thiện hiệu suất của các bộ phận. Trong các bộ phận đầu nóng của động cơ, chẳng hạn như buồng đốt và cánh tua bin, khả năng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn của vật liệu composite có thể cải thiện hiệu quả tuổi thọ và độ tin cậy của các bộ phận, đồng thời giảm chi phí bảo dưỡng động cơ.
Thời gian đăng: 06-05-2025