En el camp de l'aviació, el rendiment dels materials està directament relacionat amb el rendiment, la seguretat i el potencial de desenvolupament de les aeronaus. Amb el ràpid progrés de la tecnologia aeronàutica, els requisits per als materials són cada cop més estrictes, no només pel que fa a l'alta resistència i la baixa densitat, sinó també a la resistència a altes temperatures, la resistència a la corrosió química, l'aïllament elèctric i les propietats dielèctriques, entre altres aspectes d'un rendiment excel·lent.fibra de quarsCom a resultat, han sorgit els compostos de silicona, que amb la seva combinació única de propietats s'han convertit en una força innovadora en el camp de l'aviació, injectant nova vitalitat al desenvolupament dels vehicles d'aviació moderns.
El pretractament de la fibra millora l'unió
El pretractament de les fibres de quars és un pas crucial abans de combinar fibres de quars amb resina de silicona. Com que la superfície de les fibres de quars sol ser llisa, cosa que no afavoreix una unió forta amb la resina de silicona, la superfície de les fibres de quars es pot modificar mitjançant tractament químic, tractament amb plasma i altres mètodes.
Formulació precisa de resina per satisfer les necessitats
Les resines de silicona s'han de formular amb precisió per complir els diversos requisits de rendiment dels materials compostos de diferents escenaris d'aplicació en el camp aeroespacial. Això implica un disseny i un ajust acurats de l'estructura molecular de la resina de silicona, així com l'addició de quantitats adequades d'agents de curat, catalitzadors, farcits i altres additius.
Múltiples processos de modelat per garantir la qualitat
Els processos de modelat habituals per a compostos de silicona de fibra de quars inclouen el modelat per transferència de resina (RTM), la injecció de resina assistida al buit (VARI) i el modelat per premsa en calent, cadascun dels quals té els seus propis avantatges i àmbit d'aplicació.
El modelat per transferència de resina (RTM) és un procés en què la resina pretractadafibra de quarsLa preforma es col·loca en un motlle i, a continuació, la resina de silicona preparada s'injecta al motlle en un ambient de buit per infiltrar completament la fibra amb la resina, i finalment es cura i es modela a una temperatura i pressió determinades.
El procés d'injecció de resina assistit per buit, en canvi, utilitza la succió al buit per aspirar la resina als motlles recoberts amb fibres de quars per aconseguir el compost de fibres i resina.
El procés de modelat per compressió en calent consisteix a barrejar fibres de quars i resina de silicona en una proporció determinada, introduir-les en un motlle i després curar la resina a alta temperatura i pressió per formar un material compost.
Posttractament per perfeccionar les propietats del material
Després de modelar el material compost, cal una sèrie de processos de posttractament, com ara el tractament tèrmic i el mecanitzat, per millorar encara més les propietats del material i complir els estrictes requisits del camp de l'aviació. El tractament tèrmic pot eliminar la tensió residual dins del material compost, millorar la unió interfacial entre la fibra i la matriu i millorar l'estabilitat i la durabilitat del material. Controlant amb precisió els paràmetres del tractament tèrmic, com ara la temperatura, el temps i la velocitat de refredament, es pot optimitzar el rendiment dels materials compostos.
Avantatge de rendiment:
Reducció de pes d'alta resistència específica i mòdul específic elevat
En comparació amb els materials metàl·lics tradicionals, els compostos de fibra de quars i silicona tenen avantatges significatius d'alta resistència específica (relació entre la resistència i la densitat) i alt mòdul específic (relació entre el mòdul i la densitat). En l'aeroespacial, el pes d'un vehicle és un dels factors clau que afecten el seu rendiment. La reducció de pes significa que es pot reduir el consum d'energia, augmentar la velocitat de vol, augmentar l'abast i la càrrega útil. L'ús defibra de quarsEls compostos de resina de silicona per fabricar el fuselatge, les ales, la cua i altres components estructurals de l'avió poden reduir significativament el pes de l'avió sota la premissa de garantir la resistència i la rigidesa estructurals.
Bones propietats dielèctriques per garantir la comunicació i la navegació
En la tecnologia aeronàutica moderna, la fiabilitat dels sistemes de comunicació i navegació és crucial. Amb les seves bones propietats dielèctriques, el material compost de fibra de quars i silicona s'ha convertit en un material ideal per a la fabricació de radòms d'avions, antenes de comunicació i altres components. Els radòms han de protegir l'antena de radar de l'entorn extern i, alhora, garantir que les ones electromagnètiques puguin penetrar suaument i transmetre els senyals amb precisió. La baixa constant dielèctrica i les baixes característiques de pèrdua tangent dels compostos de fibra de quars i silicona poden reduir eficaçment la pèrdua i la distorsió de les ones electromagnètiques en el procés de transmissió, garantint que el sistema de radar detecti amb precisió l'objectiu i guiï el vol de l'avió.
Resistència a l'ablació per a entorns extrems
En algunes parts especials de l'avió, com ara la cambra de combustió i la boquilla del motor d'aviació, etc., cal que resisteixin temperatures extremadament altes i rentat de gasos. Els compostos de silicona de fibra de quars mostren una excel·lent resistència a l'ablació en ambients d'alta temperatura. Quan la superfície del material se sotmet a un impacte de flama d'alta temperatura, la resina de silicona es descompon i es carbonitza, formant una capa carbonitzada amb efecte aïllant tèrmic, mentre que les fibres de quars són capaces de mantenir la integritat estructural i continuar proporcionant suport de resistència al material.
Àrees d'aplicació:
Innovació estructural del fuselatge i l'ala
Composites de silicona de fibra de quarsestan substituint els metalls tradicionals en la fabricació de fuselatges i ales d'avions, cosa que porta a innovacions estructurals significatives. Els marcs del fuselatge i les bigues de les ales fetes d'aquests materials compostos ofereixen reduccions de pes significatives alhora que mantenen la resistència i la rigidesa estructurals.
Optimització de components de motors aeronàutics
El motor aeronàutic és el component central d'una aeronau, i la seva millora del rendiment és crucial per al rendiment general de l'aeronau. Els compostos de fibra de quars i silicona s'han aplicat en moltes parts del motor aeronàutic per aconseguir l'optimització i la millora del rendiment de les peces. A les parts de l'extrem calent del motor, com ara la cambra de combustió i les pales de la turbina, la resistència a altes temperatures i a l'abrasió del material compost pot millorar eficaçment la vida útil i la fiabilitat de les peces i reduir el cost de manteniment del motor.
Data de publicació: 06 de maig de 2025