Di bidang penerbangan, kinerja material berhubungan langsung dengan kinerja, keselamatan, dan potensi pengembangan pesawat terbang. Dengan kemajuan teknologi penerbangan yang pesat, persyaratan untuk material menjadi semakin ketat, tidak hanya dengan kekuatan tinggi dan kepadatan rendah, tetapi juga dalam ketahanan suhu tinggi, ketahanan korosi kimia, isolasi listrik, dan sifat dielektrik serta aspek kinerja unggul lainnya.Serat kuarsaSebagai hasilnya, muncul komposit silikon, dan dengan kombinasi sifatnya yang unik, komposit ini telah menjadi kekuatan inovatif di bidang penerbangan, menyuntikkan vitalitas baru ke dalam pengembangan kendaraan penerbangan modern.
Perlakuan Awal Serat Meningkatkan Daya Rekat
Pra-perlakuan serat kuarsa merupakan langkah penting sebelum mencampurkan serat kuarsa dengan resin silikon. Karena permukaan serat kuarsa biasanya halus, yang tidak kondusif untuk ikatan yang kuat dengan resin silikon, permukaan serat kuarsa dapat dimodifikasi melalui perlakuan kimia, perlakuan plasma, dan metode lainnya.
Formulasi Resin yang Tepat untuk Memenuhi Kebutuhan
Resin silikon perlu diformulasikan secara akurat untuk memenuhi beragam persyaratan kinerja material komposit dari berbagai skenario aplikasi di bidang kedirgantaraan. Hal ini melibatkan desain dan penyesuaian yang cermat terhadap struktur molekuler resin silikon, serta penambahan jumlah zat pengeras, katalis, pengisi, dan aditif lainnya yang sesuai.
Berbagai Proses Pencetakan untuk Menjamin Kualitas
Proses pencetakan umum untuk komposit silikon serat kuarsa meliputi Resin Transfer Molding (RTM), Vacuum Assisted Resin Injection (VARI), dan Hot Press Molding, yang masing-masing memiliki keunggulan dan ruang lingkup aplikasi yang unik.
Resin Transfer Molding (RTM) adalah sebuah proses di mana bahan yang telah diberi perlakuan awalserat kuarsaPreform ditempatkan dalam cetakan, kemudian resin silikon yang telah disiapkan disuntikkan ke dalam cetakan di bawah lingkungan vakum agar serat sepenuhnya meresap dengan resin, dan akhirnya dikeringkan dan dicetak pada suhu dan tekanan tertentu.
Di sisi lain, proses injeksi resin berbantuan vakum menggunakan hisapan vakum untuk menarik resin ke dalam cetakan yang dilapisi serat kuarsa untuk mewujudkan komposit serat dan resin.
Proses pencetakan kompresi panas adalah mencampur serat kuarsa dan resin silikon dalam proporsi tertentu, dimasukkan ke dalam cetakan, dan kemudian resin tersebut dikeraskan di bawah suhu dan tekanan tinggi, sehingga membentuk material komposit.
Perlakuan akhir untuk menyempurnakan sifat material.
Setelah material komposit dicetak, serangkaian proses pasca-perlakuan, seperti perlakuan panas dan pemesinan, diperlukan untuk lebih meningkatkan sifat material dan memenuhi persyaratan ketat di bidang penerbangan. Perlakuan panas dapat menghilangkan tegangan sisa di dalam material komposit, meningkatkan ikatan antarmuka antara serat dan matriks, serta meningkatkan stabilitas dan daya tahan material. Dengan mengontrol secara tepat parameter perlakuan panas seperti suhu, waktu, dan laju pendinginan, kinerja material komposit dapat dioptimalkan.
Keunggulan Kinerja:
Pengurangan Berat dengan Kekuatan Spesifik Tinggi dan Modulus Spesifik Tinggi
Dibandingkan dengan material logam tradisional, komposit silikon serat kuarsa memiliki keunggulan signifikan berupa kekuatan spesifik yang tinggi (rasio kekuatan terhadap densitas) dan modulus spesifik yang tinggi (rasio modulus terhadap densitas). Di bidang kedirgantaraan, berat kendaraan merupakan salah satu faktor kunci yang memengaruhi kinerjanya. Pengurangan berat berarti konsumsi energi dapat dikurangi, kecepatan terbang meningkat, jangkauan dan muatan meningkat. Penggunaanserat kuarsaKomposit resin silikon untuk pembuatan badan pesawat, sayap, ekor, dan komponen struktural lainnya dapat secara signifikan mengurangi berat pesawat dengan tetap memastikan kekuatan dan kekakuan struktural.
Sifat dielektrik yang baik untuk memastikan komunikasi dan navigasi.
Dalam teknologi penerbangan modern, keandalan sistem komunikasi dan navigasi sangat penting. Dengan sifat dielektriknya yang baik, material komposit silikon serat kuarsa telah menjadi material ideal untuk pembuatan radome pesawat terbang, antena komunikasi, dan komponen lainnya. Radome perlu melindungi antena radar dari lingkungan eksternal dan sekaligus memastikan bahwa gelombang elektromagnetik dapat menembus dengan lancar dan mengirimkan sinyal secara akurat. Konstanta dielektrik rendah dan karakteristik kehilangan tangen rendah dari komposit silikon serat kuarsa dapat secara efektif mengurangi kehilangan dan distorsi gelombang elektromagnetik dalam proses transmisi, memastikan bahwa sistem radar secara akurat mendeteksi target dan memandu penerbangan pesawat.
Ketahanan ablasi untuk lingkungan ekstrem
Pada beberapa bagian khusus pesawat terbang, seperti ruang pembakaran dan nosel mesin penerbangan, dll., material tersebut perlu menahan suhu yang sangat tinggi dan semburan gas. Komposit silikon serat kuarsa menunjukkan ketahanan ablasi yang sangat baik di lingkungan suhu tinggi. Ketika permukaan material terkena dampak api suhu tinggi, resin silikon akan terurai dan mengalami karbonisasi, membentuk lapisan karbonisasi dengan efek isolasi panas, sementara serat kuarsa mampu mempertahankan integritas struktural dan terus memberikan dukungan kekuatan bagi material tersebut.
Bidang Aplikasi:
Inovasi Struktur Badan Pesawat dan Sayap
Komposit silikon serat kuarsaKomposit menggantikan logam tradisional dalam pembuatan badan pesawat dan sayap, yang menghasilkan inovasi struktural yang signifikan. Rangka badan pesawat dan balok sayap yang terbuat dari komposit ini menawarkan pengurangan berat yang signifikan sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan struktural.
Optimalisasi komponen mesin pesawat terbang
Mesin pesawat terbang merupakan komponen inti dari sebuah pesawat, dan peningkatan kinerjanya sangat penting bagi kinerja keseluruhan pesawat. Komposit silikon serat kuarsa telah diterapkan di banyak bagian mesin pesawat terbang untuk mencapai optimasi dan peningkatan kinerja komponen tersebut. Pada bagian ujung panas mesin, seperti ruang bakar dan bilah turbin, ketahanan suhu tinggi dan abrasi material komposit dapat secara efektif meningkatkan umur pakai dan keandalan komponen, serta mengurangi biaya perawatan mesin.
Waktu posting: 06 Mei 2025
