أخبار

في مجال الطيران، يرتبط أداء المواد ارتباطًا مباشرًا بأداء الطائرات وسلامتها وإمكانات تطويرها. ومع التقدم السريع في تكنولوجيا الطيران، أصبحت متطلبات المواد أكثر صرامة، ليس فقط فيما يتعلق بالقوة العالية والكثافة المنخفضة، بل أيضًا بمقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل الكيميائي، والعزل الكهربائي، وخصائص العزل الكهربائي، وغيرها من جوانب الأداء الممتاز.ألياف الكوارتزوقد ظهرت نتيجة لذلك المركبات السيليكونية، وبفضل مزيجها الفريد من الخصائص، أصبحت قوة مبتكرة في مجال الطيران، مما أضاف حيوية جديدة إلى تطوير المركبات الجوية الحديثة.

معالجة الألياف المسبقة تعمل على تحسين الترابط
تُعد المعالجة المسبقة لألياف الكوارتز خطوةً أساسيةً قبل تركيبها براتنج السيليكون. ولأن سطح ألياف الكوارتز عادةً ما يكون أملسًا، مما لا يُساعد على الالتصاق القوي براتنج السيليكون، يُمكن تحسين سطح ألياف الكوارتز بالمعالجة الكيميائية والبلازما وغيرها من الطرق.
تركيبة راتنجية دقيقة لتلبية الاحتياجات
يجب صياغة راتنجات السيليكون بدقة لتلبية متطلبات أداء المواد المركبة المتنوعة في مختلف سيناريوهات التطبيقات في مجال الطيران والفضاء. يتطلب ذلك تصميمًا دقيقًا وتعديلًا دقيقًا للبنية الجزيئية لراتنج السيليكون، بالإضافة إلى إضافة كميات مناسبة من عوامل المعالجة، والمحفزات، والحشوات، وغيرها من المواد المضافة.
عمليات صب متعددة لضمان الجودة
تشمل عمليات القولبة الشائعة لمركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز قولبة نقل الراتنج (RTM)، وحقن الراتنج بمساعدة الفراغ (VARI)، وقولبة الضغط الساخن، ولكل منها مزاياها الفريدة ونطاق تطبيقها.
تعتبر عملية نقل الراتنج (RTM) عملية يتم فيها معالجة المادة المعالجة مسبقًاألياف الكوارتزيتم وضع القالب في قالب، ثم يتم حقن راتنج السيليكون المُجهز في القالب تحت بيئة مفرغة من الهواء لاختراق الألياف بالكامل مع الراتنج، ثم يتم معالجته أخيرًا وتشكيله تحت درجة حرارة وضغط معينين.
من ناحية أخرى، تستخدم عملية حقن الراتنج بمساعدة الفراغ شفط الفراغ لسحب الراتنج إلى القوالب المغطاة بألياف الكوارتز لتحقيق مركب من الألياف والراتنج.
عملية تشكيل الضغط الساخن هي خلط ألياف الكوارتز وراتنج السيليكون بنسبة معينة، ووضعها في القالب، ثم جعل الراتنج يتصلب تحت درجة حرارة عالية وضغط، وذلك لتشكيل مادة مركبة.
المعالجة اللاحقة لتحسين خصائص المواد
بعد تشكيل المادة المركبة، يلزم إجراء سلسلة من عمليات المعالجة اللاحقة، مثل المعالجة الحرارية والتشغيل الآلي، لتحسين خصائصها بشكل أكبر وتلبية المتطلبات الصارمة لمجال الطيران. تُزيل المعالجة الحرارية الإجهاد المتبقي داخل المادة المركبة، وتُعزز الترابط السطحي بين الألياف والمصفوفة، وتُحسّن استقرارها ومتانتها. ومن خلال التحكم الدقيق في معايير المعالجة الحرارية، مثل درجة الحرارة والوقت ومعدل التبريد، يُمكن تحسين أداء المواد المركبة.
ميزة الأداء:

قوة نوعية عالية ومعامل مرونة عالي لتقليل 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 عالي (نسبة معامل المرونة إلى الكثافة). في مجال الطيران، يُعد وزن المركبة أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على أدائها. فتخفيض الوزن يعني تقليل استهلاك الطاقة، وزيادة سرعة الطيران، وزيادة المدى والحمولة. استخدامألياف الكوارتزيمكن أن يؤدي استخدام مركبات الراتنج السيليكوني في تصنيع جسم الطائرة والأجنحة والذيل والمكونات الهيكلية الأخرى إلى تقليل وزن الطائرة بشكل كبير تحت فرضية ضمان القوة والصلابة الهيكلية.

خصائص عازلة جيدة لضمان الاتصال والملاحة
في تكنولوجيا الطيران الحديثة، تُعدّ موثوقية أنظمة الاتصالات والملاحة أمرًا بالغ الأهمية. بفضل خصائصها العازلة الجيدة، أصبحت مادة السيليكون المركبة من ألياف الكوارتز مادةً مثاليةً لتصنيع قبة رادار الطائرات وهوائيات الاتصالات وغيرها من المكونات. يجب أن تحمي قبب الرادار هوائي الرادار من البيئة الخارجية، وفي الوقت نفسه تضمن اختراق الموجات الكهرومغناطيسية للإشارات بسلاسة ودقة. بفضل خصائص ثابت العزل الكهربائي المنخفض وفقدان الظل المنخفض لمواد السيليكون المركبة من ألياف الكوارتز، يُمكنها تقليل فقدان وتشويه الموجات الكهرومغناطيسية أثناء عملية الإرسال بفعالية، مما يضمن دقة نظام الرادار في اكتشاف الهدف وتوجيه رحلة الطائرة.
مقاومة الاستئصال للبيئات القاسية
في بعض الأجزاء الخاصة بالطائرات، مثل غرفة الاحتراق وفوهة محرك الطائرة، يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية جدًا وتدفق الغاز. تتميز مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز بمقاومة ممتازة للتآكل في بيئات ذات درجات حرارة عالية. عند تعرض سطح المادة لتأثير لهب عالي الحرارة، يتحلل راتنج السيليكون ويتفحم، مكونًا طبقة متفحمة ذات تأثير عازل للحرارة، بينما تحافظ ألياف الكوارتز على سلامة هيكل المادة وتوفر دعمًا قويًا لها.

مجالات التطبيق:
الابتكار الهيكلي لجسم الطائرة والأجنحة
مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتزتحل هذه المركبات محل المعادن التقليدية في تصنيع هياكل الطائرات وأجنحتها، مما يؤدي إلى ابتكارات هيكلية هامة. تُوفر هياكل هياكل الطائرات وعوارض الأجنحة المصنوعة من هذه المركبات تخفيضات كبيرة في الوزن مع الحفاظ على قوة وصلابة الهيكل.
تحسين مكونات محرك الطائرة
يُعدّ محرك الطائرة المكون الأساسي للطائرة، وتحسين أدائه أمرٌ بالغ الأهمية للأداء العام للطائرة. وقد استُخدمت مركبات السيليكون المصنوعة من ألياف الكوارتز في العديد من أجزاء محرك الطائرة لتحسين أدائها. في الأجزاء الساخنة من المحرك، مثل غرفة الاحتراق وشفرات التوربينات، تُحسّن هذه المواد المركبة من عمر الخدمة وموثوقية الأجزاء بشكل فعال، وتُقلّل من تكلفة صيانتها.