habari

Polima Iliyoimarishwa ya Fiberglass (GFRP)ni nyenzo yenye utendaji wa hali ya juu iliyochanganywa kutoka nyuzi za kioo kama kichocheo cha kuimarisha na resini ya polima kama matrix, kwa kutumia michakato maalum. Muundo wake wa msingi una nyuzi za kioo (kama vileKioo cha kielektroniki, S-glass, au AR-glass yenye nguvu ya juu) yenye kipenyo cha 5∼25μm na matrices za thermosetting kama vile epoxy resin, polyester resin, au vinyl ester, yenye sehemu ya ujazo wa nyuzi ambayo kwa kawaida hufikia 30%∼70% [1-3]. GFRP inaonyesha sifa bora kama vile nguvu maalum inayozidi 500 MPa/(g/cm3) na moduli maalum inayozidi 25 GPa/(g/cm3), huku pia ikiwa na sifa kama vile upinzani wa kutu, upinzani wa uchovu, mgawo mdogo wa upanuzi wa joto [(7∼12)×10−6 °C−1], na uwazi wa sumakuumeme.

Katika uwanja wa anga za juu, matumizi ya GFRP yalianza miaka ya 1950 na sasa imekuwa nyenzo muhimu kwa kupunguza uzito wa kimuundo na kuboresha ufanisi wa mafuta. Kwa mfano, kwa kuchukua Boeing 787, GFRP inachangia 15% ya miundo yake isiyo ya msingi inayobeba mzigo, inayotumika katika vipengele kama vile fairing na bawaba, na kufikia upunguzaji wa uzito wa 20% ~ 30% ikilinganishwa na aloi za kawaida za alumini. Baada ya mihimili ya sakafu ya kabati ya Airbus A320 kubadilishwa na GFRP, uzito wa sehemu moja ulipungua kwa 40%, na utendaji wake katika mazingira yenye unyevunyevu uliboreka kwa kiasi kikubwa. Katika sekta ya helikopta, paneli za ndani za kabati la Sikorsky S-92 hutumia muundo wa sandwichi ya asali ya GFRP, na kufikia usawa kati ya upinzani wa athari na ucheleweshaji wa moto (kulingana na kiwango cha FAR 25.853). Ikilinganishwa na Polima Iliyoimarishwa ya Nyuzinyuzi za Kaboni (CFRP), gharama ya malighafi ya GFRP imepunguzwa kwa 50% ~ 70%, na kutoa faida kubwa ya kiuchumi katika vipengele visivyo vya msingi vya kubeba mzigo. Hivi sasa, GFRP inaunda mfumo wa matumizi ya gradient ya nyenzo na nyuzinyuzi za kaboni, ikikuza maendeleo ya mara kwa mara ya vifaa vya anga za juu kuelekea uzani mwepesi, maisha marefu, na gharama ya chini.

Kwa mtazamo wa sifa za kimwili,GFRPpia ina faida bora katika suala la uzani mwepesi, sifa za joto, upinzani wa kutu, na utendaji kazi. Kuhusu uzani mwepesi, msongamano wa nyuzi za kioo huanzia 1.8∼2.1 g/cm3, ambayo ni 1/4 tu ya chuma na 2/3 ya aloi ya alumini. Katika majaribio ya kuzeeka kwa joto la juu, kiwango cha uhifadhi wa nguvu kilizidi 85% baada ya saa 1,000 kwa 180 °C. Zaidi ya hayo, GFRP iliyozama katika myeyusho wa NaCl wa 3.5% kwa mwaka mmoja ilionyesha upungufu wa nguvu wa chini ya 5%, huku chuma cha Q235 kikiwa na upungufu wa uzito wa kutu wa 12%. Upinzani wake wa asidi ni dhahiri, huku kiwango cha mabadiliko ya uzito kikiwa chini ya 0.3% na kiwango cha upanuzi wa ujazo kikiwa chini ya 0.15% baada ya siku 30 katika myeyusho wa HCl wa 10%. Sampuli za GFRP zilizotibiwa na silane zilidumisha kiwango cha uhifadhi wa nguvu unaopinda kinachozidi 90% baada ya saa 3,000.

Kwa muhtasari, kutokana na mchanganyiko wake wa kipekee wa sifa, GFRP inatumika sana kama nyenzo kuu ya anga ya juu yenye utendaji wa hali ya juu katika usanifu na utengenezaji wa ndege, ikiwa na umuhimu mkubwa wa kimkakati katika tasnia ya kisasa ya anga ya juu na maendeleo ya kiteknolojia.