Шыны талшықты күшейтілген полимер (GFRP)нығайтқыш агент ретінде шыны талшықтарынан және матрица ретінде полимерлі шайырдан арнайы процестерді қолдана отырып қосылатын жоғары өнімді материал болып табылады. Оның негізгі құрылымы шыны талшықтардан тұрады (мысалыЭлектронды шыны, S-әйнек немесе жоғары беріктіктегі AR-әйнек) диаметрі 5~25мкм және талшықты көлемдік үлесі әдетте 30%~70% жететін эпоксидті шайыр, полиэфирлі шайыр немесе винил эфирі сияқты термореактивті матрицалар [1-3]. GFRP 500 МПа/(г/см3) асатын меншікті беріктік және 25 ГПа/(г/см3) асатын арнайы модуль сияқты тамаша қасиеттерді көрсетеді, сонымен қатар коррозияға төзімділік, қажуға төзімділік, жылу кеңеюінің төмен коэффициенті [(7∼12)×10−6 °C−1] және электромагниттік мөлдірлік сияқты сипаттамаларға ие.
Аэроғарыш саласында GFRP қолдану 1950 жылдары басталды және қазір құрылымдық массаны азайту және отын тиімділігін арттыру үшін негізгі материалға айналды. Мысал ретінде Boeing 787 ұшағын алатын болсақ, GFRP оның негізгі емес жүк көтергіш құрылымдарының 15%-ын құрайды, фрезерлер мен қанаттар сияқты құрамдас бөліктерде пайдаланылады, дәстүрлі алюминий қорытпаларымен салыстырғанда салмақты 20% ~ 30% төмендетуге қол жеткізеді. Airbus A320 салонының еден арқалықтары GFRP-ге ауыстырылғаннан кейін бір құрамдас бөліктің массасы 40%-ға азайып, оның ылғалды ортадағы өнімділігі айтарлықтай жақсарды. Тікұшақ секторында Sikorsky S-92 кабинасының ішкі панельдері соққыға төзімділік пен жалынға төзімділік (FAR 25.853 стандартына сәйкес) арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізе отырып, GFRP бал ұясы сэндвич құрылымын пайдаланады. Көміртекті талшықты арматураланған полимермен (CFRP) салыстырғанда, GFRP шикізатының құны 50% ~ 70% төмендейді, бұл бастапқы емес жүк көтергіш компоненттерде айтарлықтай экономикалық артықшылық береді. Қазіргі уақытта GFRP жеңіл, ұзақ қызмет ету мерзімі және арзан бағаға қарай аэроғарыштық жабдықтың итерациялық дамуына ықпал ететін көміртекті талшықты материалды градиентті қолдану жүйесін құруда.
Физикалық қасиеттер тұрғысынан,GFRPсонымен қатар жеңіл салмақ, жылу қасиеттері, коррозияға төзімділігі және функционалдық мүмкіндіктері бойынша керемет артықшылықтарға ие. Жеңіл салмаққа келетін болсақ, шыны талшығының тығыздығы 1,8~2,1 г/см3 аралығында болады, бұл болаттың 1/4 бөлігін және алюминий қорытпасының 2/3 бөлігін ғана құрайды. Жоғары температурада қартаю эксперименттерінде 180 °C температурада 1000 сағаттан кейін беріктіктің сақталуы 85%-дан асты. Сонымен қатар, бір жыл бойы 3,5% NaCl ерітіндісіне батырылған GFRP беріктігінің 5%-дан аз жоғалуын көрсетті, ал Q235 болатының коррозияға қарсы салмағы 12% жоғалтты. Оның қышқылға төзімділігі ерекше, 10% HCl ерітіндісінде 30 күннен кейін массаның өзгеру жылдамдығы 0,3%-дан төмен және көлемнің кеңею жылдамдығы 0,15%-дан төмен. Силанмен өңделген GFRP үлгілері 3 000 сағаттан кейін иілу беріктігін сақтау жылдамдығын 90%-дан астам сақтады.
Қорытындылай келе, қасиеттерінің бірегей үйлесімінің арқасында GFRP заманауи аэроғарыш өнеркәсібі мен технологиялық дамуда маңызды стратегиялық маңызы бар ұшақтарды жобалау мен өндіруде жоғары өнімді негізгі аэроғарыштық материал ретінде кеңінен қолданылады.
Хабарлама уақыты: 15 қазан 2025 ж
