חֲדָשׁוֹת

בתחום התעופה, ביצועי החומרים קשורים ישירות לביצועים, לבטיחות ולפוטנציאל הפיתוח של כלי טיס. עם ההתקדמות המהירה של טכנולוגיית התעופה, הדרישות לחומרים הופכות מחמירות יותר ויותר, לא רק מבחינת חוזק גבוה וצפיפות נמוכה, אלא גם מבחינת עמידות לטמפרטורות גבוהות, עמידות בפני קורוזיה כימית, בידוד חשמלי ותכונות דיאלקטריות והיבטים אחרים של ביצועים מצוינים.סיבי קוורץכתוצאה מכך צצו חומרים מרוכבים מסיליקון, ובעזרת שילוב התכונות הייחודי שלהם, הם הפכו לכוח חדשני בתחום התעופה, והזריקו חיוניות חדשה לפיתוח כלי רכב תעופה מודרניים.

טיפול מקדים בסיבים משפר את ההדבקה
טיפול מקדים בסיבי קוורץ הוא שלב מכריע לפני יצירת סיבי קוורץ עם שרף סיליקון. מכיוון שפני השטח של סיבי הקוורץ בדרך כלל חלקים, דבר שאינו תורם לקשר חזק עם שרף הסיליקון, ניתן לשנות את פני השטח של סיבי הקוורץ באמצעות טיפול כימי, טיפול בפלזמה ושיטות אחרות.
פורמולת שרף מדויקת למענה על הצרכים
יש לנסח שרפי סיליקון בצורה מדויקת כדי לעמוד בדרישות הביצועים המגוונות של חומרים מרוכבים בתרחישי יישום שונים בתחום התעופה והחלל. זה כרוך בתכנון והתאמה קפדניים של המבנה המולקולרי של שרף הסיליקון, כמו גם הוספת כמויות מתאימות של חומרי ריפוי, זרזים, חומרי מילוי ותוספים אחרים.
תהליכי יציקה מרובים להבטחת איכות
תהליכי יציקה נפוצים עבור מרוכבים מסיליקון מסיבי קוורץ כוללים יציקת העברת שרף (RTM), הזרקת שרף בסיוע ואקום (VARI) ויציקת כבישה חמה, שלכל אחד מהם יתרונות ייחודיים והיקף יישום משלו.
יציקת העברת שרף (RTM) היא תהליך שבו החומר שטופל מראשסיבי קוורץתבנית preform מונחת בתבנית, ולאחר מכן שרף הסיליקון המוכן מוזרק לתבנית תחת סביבת ואקום כדי לחדור לחלוטין לסיב עם השרף, ולאחר מכן לבסוף מתרפא ומעוצב תחת טמפרטורה ולחץ מסוימים.
תהליך הזרקת שרף בסיוע ואקום, לעומת זאת, משתמש ביניקת ואקום כדי למשוך את השרף לתבניות המכוסות בסיבי קוורץ כדי לממש את הקומפוזיט של סיבים ושרף.
תהליך יציקה בדחיסה חמה הוא ערבוב של סיבי קוורץ ושרף סיליקון ביחס מסוים, הכנסתם לתבנית, ולאחר מכן יצירת השרף תחת טמפרטורה ולחץ גבוהים, ליצירת חומר מרוכב.
טיפול לאחר מכן לשכלול תכונות החומר
לאחר יציקת החומר המרוכב, נדרשת סדרה של תהליכי טיפול לאחר מכן, כגון טיפול בחום ועיבוד שבבי, כדי לשפר עוד יותר את תכונות החומר ולעמוד בדרישות המחמירות של תחום התעופה. טיפול בחום יכול לבטל את המאמץ השיורי בתוך החומר המרוכב, לשפר את הקשר הבין-פנימי בין הסיבים למטריצה, ולשפר את היציבות והעמידות של החומר. על ידי שליטה מדויקת בפרמטרי הטיפול בחום כגון טמפרטורה, זמן וקצב קירור, ניתן לייעל את ביצועי החומרים המרוכבים.
יתרון ביצועים:

חוזק סגולי גבוה והפחתת משקל מודול סגולי גבוה
בהשוואה לחומרי מתכת מסורתיים, למרוכבי סיליקון מסיבי קוורץ יתרונות משמעותיים של חוזק סגולי גבוה (יחס חוזק לצפיפות) ומודולוס סגולי גבוה (יחס מודולוס לצפיפות). בתחום התעופה והחלל, משקלו של כלי טיס הוא אחד הגורמים המרכזיים המשפיעים על ביצועיו. הפחתת משקל פירושה שניתן להפחית את צריכת האנרגיה, להגדיל את מהירות הטיסה, להגדיל את הטווח והמטען. השימוש ב...סיבי קוורץחומרים מרוכבים של שרף סיליקון לייצור גוף המטוס, כנפיים, זנב ורכיבים מבניים אחרים יכולים להפחית משמעותית את משקל המטוס תחת ההנחה של הבטחת חוזק מבני וקשיחות.

תכונות דיאלקטריות טובות להבטחת תקשורת וניווט
בטכנולוגיית התעופה המודרנית, אמינותן של מערכות תקשורת וניווט היא קריטית. עם תכונותיו הדיאלקטריות הטובות, חומר מרוכב מסיליקון סיבי קוורץ הפך לחומר אידיאלי לייצור רדומים למטוסים, אנטנות תקשורת ורכיבים אחרים. רדומים צריכים להגן על אנטנת המכ"ם מהסביבה החיצונית ובמקביל להבטיח שגלים אלקטרומגנטיים יוכלו לחדור בצורה חלקה ולשדר אותות במדויק. הקבוע הדיאלקטרי הנמוך ומאפייני אובדן המשיק הנמוכים של מרוכבי סיליקון סיבי קוורץ יכולים להפחית ביעילות את האובדן והעיוות של גלים אלקטרומגנטיים בתהליך השידור, ולהבטיח שמערכת המכ"ם תזהה במדויק את המטרה ותנחה את טיסת המטוס.
עמידות לאבלציה בסביבות קיצוניות
בחלקים מיוחדים של המטוס, כגון תא הבעירה ופיה של מנוע התעופה וכו', הם צריכים לעמוד בטמפרטורות גבוהות במיוחד ובשטיפת גזים. מרוכבים מסיליקון מסיבי קוורץ מציגים עמידות מצוינת לאבלציה בסביבות טמפרטורה גבוהה. כאשר פני החומר נתונים לפגיעת להבה בטמפרטורה גבוהה, שרף הסיליקון יתפרק ויתפחם, ויוצר שכבה של שכבה מפוחמת בעלת אפקט בידוד חום, בעוד שסיבי הקוורץ מסוגלים לשמור על שלמותם המבנית ולהמשיך לספק תמיכה בחוזק לחומר.

תחומי יישום:
חדשנות מבנית בגוף המטוס והכנף
מרוכבים מסיליקון סיבי קוורץמחליפות מתכות מסורתיות בייצור גופי מטוסים וכנפיים, מה שמוביל לחידושים מבניים משמעותיים. מסגרות גוף וקורות כנפיים העשויים מחומרים מרוכבים אלה מציעים הפחתות משמעותיות במשקל תוך שמירה על חוזק מבני וקשיחות.
אופטימיזציה של רכיבי מנוע אווירונאוטיקה
מנוע אווירוני הוא המרכיב המרכזי בכלי טיס, ושיפור הביצועים שלו חיוני לביצועים הכוללים של המטוס. מרוכבים מסיליקון סיבי קוורץ יושמו בחלקים רבים של מנועי אווירוניים כדי להשיג אופטימיזציה ושיפור ביצועי החלקים. בחלקים החמים של המנוע, כגון תא הבעירה ולהבי הטורבינה, עמידות החומר המרוכב לטמפרטורות גבוהות ולשחיקה יכולה לשפר ביעילות את חיי השירות והאמינות של החלקים, ולהפחית את עלות התחזוקה של המנוע.