სიახლეები

მინაბოჭკოვანი გამაგრებული პოლიმერი (GFRP)არის მაღალი ხარისხის მასალა, რომელიც დამზადებულია მინის ბოჭკოებისგან, როგორც გამაძლიერებელი აგენტისა და პოლიმერული ფისისგან, როგორც მატრიცისგან, სპეციფიკური პროცესების გამოყენებით. მისი ძირითადი სტრუქტურა შედგება მინის ბოჭკოებისგან (მაგალითად,ელექტრონული მინა, S-მინა, ან მაღალი სიმტკიცის AR-მინა) 5∼25μm დიამეტრით და თერმომყარი მატრიცებით, როგორიცაა ეპოქსიდური ფისი, პოლიესტერის ფისი ან ვინილის ეთერი, ბოჭკოს მოცულობითი ფრაქციით, რომელიც ჩვეულებრივ 30%-70%-ს აღწევს [1-3]. GFRP ავლენს შესანიშნავ თვისებებს, როგორიცაა 500 MPa/(g/cm3)-ზე მეტი სპეციფიკური სიმტკიცე და 25 GPa/(g/cm3)-ზე მეტი სპეციფიკური მოდული, ამასთანავე გააჩნია ისეთი მახასიათებლები, როგორიცაა კოროზიისადმი მდგრადობა, დაღლილობისადმი მდგრადობა, თერმული გაფართოების დაბალი კოეფიციენტი [(7∼12)×10−6 °C−1] და ელექტრომაგნიტური გამჭვირვალობა.

აერონავტიკის სფეროში, GFRP-ის გამოყენება 1950-იან წლებში დაიწყო და ამჟამად ის სტრუქტურული მასის შემცირებისა და საწვავის ეფექტურობის გაუმჯობესების ძირითად მასალად იქცა. Boeing 787-ის მაგალითის სახით, GFRP მისი არაპირველადი დატვირთვის შემცველი სტრუქტურების 15%-ს შეადგენს, რომლებიც გამოიყენება ისეთ კომპონენტებში, როგორიცაა საფარი და ფრთები, რაც ტრადიციულ ალუმინის შენადნობებთან შედარებით წონის 20%-დან 30%-მდე შემცირებას აღწევს. მას შემდეგ, რაც Airbus A320-ის სალონის იატაკის სხივები GFRP-ით შეიცვალა, ერთი კომპონენტის მასა 40%-ით შემცირდა და მისი მუშაობა ნოტიო გარემოში მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. ვერტმფრენის სექტორში, Sikorsky S-92-ის სალონის შიდა პანელები იყენებს GFRP-ის თაფლისებრ სენდვიჩის სტრუქტურას, რაც მიაღწევს ბალანსს დარტყმისადმი მდგრადობასა და ცეცხლგამძლეობას შორის (შეესაბამება FAR 25.853 სტანდარტს). ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებულ პოლიმერთან (CFRP) შედარებით, GFRP-ის ნედლეულის ღირებულება 50%-70%-ით მცირდება, რაც არაპირველადი დატვირთვის მქონე კომპონენტებში მნიშვნელოვან ეკონომიკურ უპირატესობას იძლევა. ამჟამად, GFRP ნახშირბადის ბოჭკოთი ქმნის მასალის გრადიენტის გამოყენების სისტემას, რაც ხელს უწყობს აერონავტიკის აღჭურვილობის განმეორებით განვითარებას მსუბუქი წონის, ხანგრძლივი მომსახურებისა და დაბალი ღირებულების მიმართულებით.

ფიზიკური თვისებების თვალსაზრისით,GFRPასევე გააჩნია გამორჩეული უპირატესობები მსუბუქი წონის, თერმული თვისებების, კოროზიისადმი მდგრადობისა და ფუნქციონალიზაციის თვალსაზრისით. მსუბუქი წონის მხრივ, მინის ბოჭკოს სიმკვრივე მერყეობს 1.8∼2.1 გ/სმ3-ის ფარგლებში, რაც ფოლადის სიმკვრივის მხოლოდ 1/4-ს და ალუმინის შენადნობის სიმკვრივის 2/3-ს შეადგენს. მაღალტემპერატურულ დაძველების ექსპერიმენტებში, სიმტკიცის შენარჩუნების სიჩქარემ 180°C ტემპერატურაზე 1000 საათის შემდეგ 85%-ს გადააჭარბა. გარდა ამისა, 3.5%-იან NaCl ხსნარში ერთი წლის განმავლობაში ჩაძირულმა GFRP-მა აჩვენა სიმტკიცის 5%-ზე ნაკლები დანაკარგი, ხოლო Q235 ფოლადს კოროზიისადმი წონის 12%-იანი დანაკარგი. მისი მჟავამდგრადობა თვალსაჩინოა, მასის ცვლილების სიჩქარით 0.3%-ზე დაბალი და მოცულობის გაფართოების სიჩქარით 0.15%-ზე დაბალი 10%-იან HCl ხსნარში 30 დღის შემდეგ. სილანით დამუშავებულმა GFRP ნიმუშებმა 3000 საათის შემდეგ შეინარჩუნეს მოხრის სიმტკიცის შენარჩუნების სიჩქარე 90%-ზე მეტი.

შეჯამებისთვის, თვისებების უნიკალური კომბინაციის გამო, GFRP ფართოდ გამოიყენება, როგორც მაღალი ხარისხის ბირთვული აერონავტიკური მასალა თვითმფრინავების დიზაინსა და წარმოებაში, რომელსაც მნიშვნელოვანი სტრატეგიული მნიშვნელობა აქვს თანამედროვე აერონავტიკულ ინდუსტრიასა და ტექნოლოგიურ განვითარებაში.