ዜና

ፋይበርግላስ የተጠናከረ ፖሊመር (GFRP)ከመስታወት ፋይበር እንደ ማጠናከሪያ ወኪል እና እንደ ማትሪክስ እንደ ፖሊመር ሙጫ የተዋሃደ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ቁሳቁስ ሲሆን የተወሰኑ ሂደቶችን በመጠቀም ነው። ዋናው መዋቅሩ የመስታወት ፋይበርዎችን (እንደኢ-መስታወት, S-glass, ወይም ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው AR-glass) 5 ~ 25 μm ዲያሜትር እና እንደ ኤፖክሲ ሬንጅ፣ ፖሊስተር ሬንጅ ወይም ቪኒል ኤስተር ያሉ ቴርሞሴቲንግ ማትሪክስ ያሉ ቴርሞሴቲንግ ማትሪክስ ያላቸው ሲሆን የፋይበር መጠን ክፍልፋይ በተለምዶ 30% ~ 70% [1-3] ይደርሳል። GFRP እንደ 500 MPa/(g/cm3) የሚበልጥ የተወሰነ ጥንካሬ እና ከ25 GPa/(g/cm3) የሚበልጥ የተወሰነ ሞዱለስ ያሉ እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያትን ያሳያል፣ እንዲሁም እንደ ዝገት መቋቋም፣ የድካም መቋቋም፣ ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት [(7∼12)×10−6 °C−1] እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ግልጽነት ያሉ ባህሪያትን ያሳያል።

በአየር በረራ መስክ፣ የGFRP አተገባበር የተጀመረው በ1950ዎቹ ሲሆን አሁን መዋቅራዊ ክብደትን ለመቀነስ እና የነዳጅ ቆጣቢነትን ለማሻሻል ቁልፍ ቁሳቁስ ሆኗል። ቦይንግ 787ን እንደ ምሳሌ በመውሰድ፣ GFRP እንደ ፌሪንግ እና ዊንግልት ባሉ ክፍሎች ውስጥ ጥቅም ላይ ከሚውሉት ዋና ዋና ያልሆኑ የጭነት ተሸካሚ መዋቅሮች ውስጥ 15% የሚሆነውን ይይዛል፣ ይህም ከባህላዊ የአሉሚኒየም ቅይጥ ጋር ሲነጻጸር 20% ~ 30% የክብደት ቅነሳ አስገኝቷል። የኤርባስ A320 የካቢን ወለል ጨረሮች በGFRP ከተተኩ በኋላ፣ የአንድ አካል ክብደት በ40% ቀንሷል፣ እና በእርጥበት አካባቢዎች ያለው አፈፃፀም በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽሏል። በሄሊኮፕተር ዘርፍ፣ የሲኮርስኪ ኤስ-92 ካቢን ውስጣዊ ፓነሎች የGFRP ማር ማር ሳንድዊች መዋቅርን ይጠቀማሉ፣ ይህም በግጭት መቋቋም እና በእሳት መከላከያ መካከል ያለውን ሚዛን (ከ FAR 25.853 መስፈርት ጋር የሚስማማ) ያስገኛል። ከካርቦን ፋይበር የተጠናከረ ፖሊመር (CFRP) ጋር ሲነጻጸር የGFRP ጥሬ እቃ ዋጋ በ50% ~ 70% ቀንሷል፣ ይህም በዋና ዋና ያልሆኑ የጭነት ተሸካሚ ክፍሎች ላይ ጉልህ የሆነ ኢኮኖሚያዊ ጥቅም ይሰጣል። በአሁኑ ጊዜ፣ GFRP የካርቦን ፋይበር ያለው የቁሳቁስ ቅልመት አተገባበር ስርዓት እየፈጠረ ሲሆን፣ ይህም የበረራ መሳሪያዎች ቀላል ክብደት፣ ረጅም ዕድሜ እና ዝቅተኛ ወጪን ለማሳደግ የሚያስችሉ ተደጋጋሚ እድገትን ያበረታታል።

ከአካላዊ ባህሪያት አንፃር፣ጂኤፍአርፒበተጨማሪም በቀላል ክብደት፣ በሙቀት ባህሪያት፣ በዝገት መቋቋም እና በተግባራዊነት ረገድ እጅግ በጣም ጥሩ ጥቅሞች አሉት። ቀላል ክብደትን በተመለከተ፣ የመስታወት ፋይበር ጥግግት ከ1.8-2.1 ግ/ሴሜ3 ይደርሳል፣ ይህም ከብረት 1/4 እና ከአሉሚኒየም ቅይጥ 2/3 ብቻ ነው። በከፍተኛ የሙቀት መጠን የእርጅና ሙከራዎች፣ የጥንካሬ ማቆየት መጠን ከ1,000 ሰዓታት በኋላ በ180 °C ከ85% በልጧል። በተጨማሪም፣ በ3.5% NaCl መፍትሄ ውስጥ ለአንድ ዓመት የተጠመቀው GFRP ከ5% ያነሰ የጥንካሬ መቀነስ አሳይቷል፣ የQ235 ብረት ደግሞ የዝገት ክብደት 12% ቀንሷል። የአሲድ መቋቋም ጎልቶ ይታያል፣ የጅምላ ለውጥ መጠኑ ከ0.3% ያነሰ እና የመጠን መስፋፋት መጠኑ ከ0.15% ያነሰ ሲሆን በ10% HCl መፍትሄ ውስጥ ከ30 ቀናት በኋላ። በሲላን የታከሙ የGFRP ናሙናዎች ከ3,000 ሰዓታት በኋላ ከ90% በላይ የሆነ የታጠፈ የጥንካሬ ማቆየት መጠን ጠብቀዋል።

ባጭሩ፣ ልዩ በሆኑ የባህሪያቱ ጥምረት ምክንያት፣ GFRP በአውሮፕላን ዲዛይን እና ማምረቻ ውስጥ እንደ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ኮር ኤሮስፔስ ቁሳቁስ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም በዘመናዊው የአየር መንገድ ኢንዱስትሪ እና በቴክኖሎጂ ልማት ውስጥ ጉልህ የሆነ ስትራቴጂካዊ ጠቀሜታ አለው።