lajme

Polimer i përforcuar me fibra qelqi (GFRP)është një material me performancë të lartë i përbërë nga fibra qelqi si agjent përforcues dhe një rrëshirë polimerike si matricë, duke përdorur procese specifike. Struktura e tij thelbësore përbëhet nga fibra qelqi (si p.sh.E-glass, S-qelq, ose AR-qelq me rezistencë të lartë) me diametër 5∼25μm dhe matrica termoreaktive si rrëshirë epoksi, rrëshirë poliesteri ose ester vinili, me një fraksion vëllimor të fibrave që zakonisht arrin 30%∼70% [1-3]. GFRP shfaq veti të shkëlqyera si një rezistencë specifike që tejkalon 500 MPa/(g/cm3) dhe një modul specifik që tejkalon 25 GPa/(g/cm3), ndërsa gjithashtu zotëron karakteristika si rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj lodhjes, një koeficient të ulët të zgjerimit termik [(7∼12)×10−6 °C−1] dhe transparencë elektromagnetike.

Në fushën e hapësirës ajrore, aplikimi i GFRP filloi në vitet 1950 dhe tani është bërë një material kyç për uljen e masës strukturore dhe përmirësimin e efikasitetit të karburantit. Duke marrë si shembull Boeing 787, GFRP përbën 15% të strukturave të tij jo-primare që mbajnë ngarkesë, të përdorura në komponentë si mbulesa mbrojtëse dhe krahë mbrojtëse, duke arritur një ulje të peshës prej 20% ~ 30% krahasuar me lidhjet tradicionale të aluminit. Pasi trarët e dyshemesë së kabinës së Airbus A320 u zëvendësuan me GFRP, masa e një komponenti të vetëm u ul me 40% dhe performanca e tij në mjedise me lagështi u përmirësua ndjeshëm. Në sektorin e helikopterëve, panelet e brendshme të kabinës së Sikorsky S-92 përdorin një strukturë sanduiçi GFRP në formë hualli bletësh, duke arritur një ekuilibër midis rezistencës ndaj goditjes dhe rezistencës ndaj flakës (në përputhje me standardin FAR 25.853). Krahasuar me Polimerin e Përforcuar me Fibër Karboni (CFRP), kostoja e lëndës së parë të GFRP është ulur me 50%~70%, duke ofruar një avantazh të rëndësishëm ekonomik në komponentët jo-primarë që mbajnë ngarkesë. Aktualisht, GFRP po formon një sistem aplikimi të gradientit të materialit me fibra karboni, duke promovuar zhvillimin iterativ të pajisjeve hapësinore drejt peshës së lehtë, jetëgjatësisë dhe kostos së ulët.

Nga perspektiva e vetive fizike,GFRPgjithashtu zotëron avantazhe të jashtëzakonshme në aspektin e peshës së lehtë, vetive termike, rezistencës ndaj korrozionit dhe funksionalizimit. Lidhur me peshën e lehtë, dendësia e fibrave të qelqit varion nga 1.8∼2.1 g/cm3, që është vetëm 1/4 e asaj të çelikut dhe 2/3 e asaj të lidhjes së aluminit. Në eksperimentet e plakjes në temperaturë të lartë, shkalla e ruajtjes së forcës tejkaloi 85% pas 1,000 orësh në 180 °C. Për më tepër, GFRP i zhytur në një tretësirë ​​3.5% NaCl për një vit tregoi një humbje të forcës prej më pak se 5%, ndërsa çeliku Q235 pati një humbje peshe korrozioni prej 12%. Rezistenca e tij ndaj acidit është e spikatur, me një shkallë ndryshimi të masës më të ulët se 0.3% dhe një shkallë zgjerimi të vëllimit më të ulët se 0.15% pas 30 ditësh në një tretësirë ​​10% HCl. Mostrat GFRP të trajtuara me silan ruajtën një shkallë ruajtjeje të forcës në përkulje që tejkalonte 90% pas 3,000 orësh.

Si përmbledhje, për shkak të kombinimit të tij unik të vetive, GFRP aplikohet gjerësisht si një material bazë hapësinor me performancë të lartë në projektimin dhe prodhimin e avionëve, duke pasur një rëndësi të konsiderueshme strategjike në industrinë moderne hapësinore dhe zhvillimin teknologjik.