أخبار

في مجال الطيران، يرتبط أداء المواد ارتباطًا مباشرًا بأداء الطائرات وسلامتها وإمكانات تطويرها. ومع التطور السريع لتكنولوجيا الطيران، أصبحت متطلبات المواد أكثر صرامة، ليس فقط من حيث القوة العالية والكثافة المنخفضة، بل أيضًا من حيث مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل الكيميائي، والعزل الكهربائي، والخصائص العازلة، وغيرها من جوانب الأداء المتميز.ألياف الكوارتزونتيجة لذلك، ظهرت مركبات السيليكون، وبفضل مزيجها الفريد من الخصائص، أصبحت قوة ابتكارية في مجال الطيران، مما أدى إلى ضخ حيوية جديدة في تطوير مركبات الطيران الحديثة.

المعالجة المسبقة للألياف تُحسّن الترابط
تُعدّ المعالجة المسبقة لألياف الكوارتز خطوةً أساسيةً قبل مزجها مع راتنج السيليكون. ولأن سطح ألياف الكوارتز عادةً ما يكون أملسًا، مما لا يُساعد على الالتصاق القوي براتنج السيليكون، يُمكن تعديل سطحها من خلال المعالجة الكيميائية، أو معالجة البلازما، أو غيرها من الطرق.
تركيبة راتنج دقيقة لتلبية الاحتياجات
يجب صياغة راتنجات السيليكون بدقة لتلبية متطلبات الأداء المتنوعة للمواد المركبة في مختلف تطبيقات مجال الطيران والفضاء. ويتضمن ذلك تصميمًا دقيقًا وتعديلًا للبنية الجزيئية لراتنج السيليكون، بالإضافة إلى إضافة كميات مناسبة من عوامل التصلب والمحفزات والحشوات والمواد المضافة الأخرى.
عمليات تشكيل متعددة لضمان الجودة
تشمل عمليات التشكيل الشائعة لمركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز التشكيل بنقل الراتنج (RTM) وحقن الراتنج بمساعدة الفراغ (VARI) والتشكيل بالضغط الساخن، ولكل منها مزاياها الفريدة ونطاق تطبيقها.
قولبة نقل الراتنج (RTM) هي عملية يتم فيها معالجة الراتنج مسبقًاألياف الكوارتزيتم وضع الشكل الأولي في قالب، ثم يتم حقن راتنج السيليكون المُجهز في القالب تحت بيئة مفرغة من الهواء لتغلغل الراتنج بالكامل في الألياف، ثم يتم معالجته وتشكيله في النهاية تحت درجة حرارة وضغط معينين.
من ناحية أخرى، تستخدم عملية حقن الراتنج بمساعدة الفراغ شفط الفراغ لسحب الراتنج إلى القوالب المغطاة بألياف الكوارتز لتحقيق تركيب الألياف والراتنج.
تتمثل عملية التشكيل بالضغط الساخن في خلط ألياف الكوارتز وراتنج السيليكون بنسبة معينة، ووضعها في القالب، ثم جعل الراتنج يتصلب تحت درجة حرارة وضغط عاليين، وذلك لتشكيل مادة مركبة.
معالجة لاحقة لتحسين خصائص المادة
بعد تشكيل المادة المركبة، يلزم إجراء سلسلة من عمليات المعالجة اللاحقة، كالمعالجة الحرارية والتشكيل الآلي، لتحسين خصائص المادة بشكل أكبر وتلبية المتطلبات الصارمة لقطاع الطيران. تُسهم المعالجة الحرارية في إزالة الإجهاد المتبقي داخل المادة المركبة، وتعزيز الترابط بين الألياف والمادة الأساسية، وتحسين استقرار المادة ومتانتها. ومن خلال التحكم الدقيق في معايير المعالجة الحرارية، كدرجة الحرارة والمدة ومعدل التبريد، يُمكن تحسين أداء المواد المركبة.
ميزة الأداء:

قوة نوعية عالية ومعامل مرونة نوعي عالٍ، تخفيض الوزن
بالمقارنة مع المواد المعدنية التقليدية، تتميز مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز بمزايا هامة، منها قوة نوعية عالية (نسبة القوة إلى الكثافة) ومعامل مرونة نوعي عالٍ (نسبة معامل المرونة إلى الكثافة). في مجال الطيران والفضاء، يُعد وزن المركبة أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على أدائها. ويعني تقليل الوزن إمكانية خفض استهلاك الطاقة، وزيادة سرعة الطيران، والمدى، والحمولة.ألياف الكوارتزيمكن لمركبات راتنج السيليكون المستخدمة في تصنيع هياكل الطائرات وأجنحتها وذيلها ومكوناتها الهيكلية الأخرى أن تقلل بشكل كبير من وزن الطائرة مع ضمان القوة والصلابة الهيكلية.

خصائص عازلة جيدة لضمان الاتصال والملاحة
في تكنولوجيا الطيران الحديثة، تُعدّ موثوقية أنظمة الاتصالات والملاحة أمرًا بالغ الأهمية. وبفضل خصائصها العازلة الممتازة، أصبحت مادة السيليكون المركبة من ألياف الكوارتز مادة مثالية لتصنيع أغطية الرادار، وهوائيات الاتصالات، ومكونات أخرى للطائرات. يجب أن تحمي أغطية الرادار هوائي الرادار من العوامل الخارجية، وأن تضمن في الوقت نفسه اختراق الموجات الكهرومغناطيسية بسلاسة ونقل الإشارات بدقة. تُسهم خصائص ثابت العزل الكهربائي المنخفض وفقدان المماس المنخفض لمركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز في تقليل فقدان وتشوه الموجات الكهرومغناطيسية أثناء عملية الإرسال، مما يضمن قدرة نظام الرادار على رصد الهدف بدقة وتوجيه مسار الطائرة.
مقاومة للتآكل في البيئات القاسية
في بعض الأجزاء الخاصة من الطائرة، مثل غرفة الاحتراق وفوهة محرك الطائرة، يجب أن تتحمل هذه المواد درجات حرارة عالية للغاية وتدفقًا كثيفًا للغازات. تُظهر مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز مقاومة ممتازة للتآكل في بيئات درجات الحرارة العالية. فعندما يتعرض سطح المادة لتأثير اللهب ذي درجة الحرارة العالية، يتحلل راتنج السيليكون ويتفحم، مكونًا طبقة متفحمة ذات تأثير عازل للحرارة، بينما تحافظ ألياف الكوارتز على سلامة البنية وتوفر دعمًا قويًا للمادة.

مجالات التطبيق:
ابتكارات هيكلية في جسم الطائرة والجناح
مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتزتحلّ المواد المركبة محل المعادن التقليدية في صناعة هياكل وأجنحة الطائرات، مما يؤدي إلى ابتكارات هيكلية هامة. توفر هياكل الطائرات وعوارض الأجنحة المصنوعة من هذه المواد المركبة تخفيضات كبيرة في الوزن مع الحفاظ على القوة والصلابة الهيكلية.
تحسين مكونات محرك الطائرة
يُعدّ المحرك النفاث المكون الأساسي للطائرة، ويُعتبر تحسين أدائه أمرًا بالغ الأهمية للأداء العام للطائرة. وقد استُخدمت مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز في العديد من أجزاء المحرك النفاث لتحقيق التحسين الأمثل في الأداء. ففي الأجزاء الساخنة من المحرك، مثل غرفة الاحتراق وشفرات التوربين، تُسهم مقاومة هذه المواد المركبة للحرارة العالية والتآكل في تحسين عمر الخدمة وموثوقية الأجزاء، وخفض تكاليف صيانة المحرك.