habari

Fiberglass Reinforced Polymer (GFRP)ni nyenzo ya utendaji wa juu iliyochanganyika kutoka kwa nyuzi za glasi kama wakala wa kuimarisha na resini ya polima kama tumbo, kwa kutumia michakato maalum. Muundo wake wa msingi una nyuzi za glasi (kama vileE-kioo, kioo cha S, au kioo cha AR chenye nguvu ya juu) chenye kipenyo cha 5∼25μm na matiti ya kuweka joto kama vile resin ya epoxy, resin ya polyester, au esta ya vinyl, yenye sehemu ya ujazo wa nyuzi kwa kawaida hufikia 30% ~70% [1-3]. GFRP huonyesha sifa bora kama vile nguvu mahususi inayozidi 500 MPa/(g/cm3) na moduli mahususi inayozidi 25 GPa/(g/cm3), huku pia ikiwa na sifa kama vile upinzani wa kutu, ukinzani wa uchovu, mgawo wa chini wa upanuzi wa mafuta [(7∼12)×10−6] sumaku-umeme na sumaku-1.

Katika uwanja wa anga, utumiaji wa GFRP ulianza miaka ya 1950 na sasa imekuwa nyenzo muhimu ya kupunguza wingi wa muundo na kuboresha ufanisi wa mafuta. Tukichukua Boeing 787 kama mfano, GFRP inachukua 15% ya miundo yake isiyo ya msingi ya kubeba mizigo, inayotumiwa katika vipengee kama vile viunzi na mabawa, hivyo basi kupunguza uzito kwa 20% ~ 30% ikilinganishwa na aloi za jadi za alumini. Baada ya mihimili ya sakafu ya kabati ya Airbus A320 kubadilishwa na GFRP, wingi wa sehemu moja ulipungua kwa 40%, na utendaji wake katika mazingira yenye unyevunyevu uliboreshwa kwa kiasi kikubwa. Katika sekta ya helikopta, paneli za ndani za cabin ya Sikorsky S-92 hutumia muundo wa sandwich ya asali ya GFRP, kufikia usawa kati ya upinzani wa athari na ucheleweshaji wa moto (kulingana na kiwango cha FAR 25.853). Ikilinganishwa na Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP), gharama ya malighafi ya GFRP imepunguzwa kwa 50% ~ 70%, ikitoa faida kubwa ya kiuchumi katika vipengele visivyo vya msingi vya kubeba mzigo. Kwa sasa, GFRP inaunda mfumo wa utumizi wa kipenyo cha nyenzo na nyuzinyuzi za kaboni, ikikuza ukuzaji wa mara kwa mara wa vifaa vya angani kuelekea uzani mwepesi, maisha marefu, na gharama ya chini.

Kutoka kwa mtazamo wa mali ya kimwili,GFRPpia ina faida bora katika suala la uzani mwepesi, mali ya joto, upinzani wa kutu, na utendakazi. Kuhusu uzani mwepesi, msongamano wa nyuzinyuzi za glasi huanzia 1.8∼2.1 g/cm3, ambayo ni 1/4 pekee ya chuma na 2/3 ya aloi ya alumini. Katika majaribio ya uzee wa halijoto ya juu, kiwango cha kuhifadhi nguvu kilizidi 85% baada ya saa 1,000 kwa 180 °C. Zaidi ya hayo, GFRP iliyozama katika suluhisho la NaCl la 3.5% kwa mwaka mmoja ilionyesha kupoteza nguvu kwa chini ya 5%, wakati chuma cha Q235 kilikuwa na kupoteza uzito wa kutu kwa 12%. Upinzani wake wa asidi ni maarufu, na kiwango cha mabadiliko ya wingi chini ya 0.3% na kiwango cha upanuzi wa kiasi cha chini kuliko 0.15% baada ya siku 30 katika ufumbuzi wa 10% wa HCl. Vielelezo vya GFRP vilivyotibiwa na Silane vilidumisha kiwango cha kuhifadhi nguvu inayopinda inayozidi 90% baada ya saa 3,000.

Kwa muhtasari, kwa sababu ya mchanganyiko wake wa kipekee wa sifa, GFRP inatumika sana kama nyenzo kuu ya utendaji wa juu wa anga katika muundo na utengenezaji wa ndege, ikichukua umuhimu mkubwa wa kimkakati katika tasnia ya kisasa ya anga na maendeleo ya kiteknolojia.