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多年来,碳纤维复合材料一直是用于设计和制造飞机和航空航天部件的专注材料。欧洲杯足球竞彩虽然他们得到了成功和广泛的采用,但新的材料形成了扰乱该行业。欧洲杯足球竞彩
增强聚合物已经进入航空工业,工程师们开发了它们的用途,这导致了飞机设计和制造的巨大变化。对增强聚合物的兴趣持续增加,美国宇航局最近投资1500万美元用于开发用于深空任务的下一代材料。欧洲杯足球竞彩
下面,将讨论在航空航天组件中使用加强聚合物的方式,以及市场的未来看起来像是这样的。
航空航天中钢筋越来越多的使用
最近,在飞机的设计和制造中,使用传统塑料的使用已被广泛采用。虽然铝是由于低成本,轻质和耐腐蚀性和耐腐蚀性,但铝的焦点曾经是该行业的重点,铝开始被聚合物代替,特别是在飞机的结构部件的生产中。
丙烯腈丁二烯苯乙烯,聚苯硫化物和聚醚醚酮(PEEK)是已经在许多应用中建立的聚合物。此外,航空航天工业特别专注于开发聚醚酰亚胺的使用,以生产一系列零件,因为它能够在满足FAA所规定的火焰,烟雾和毒性要求时生产成分。
聚醚酮酮(PEKK),具有理想的机械性能,热稳定性,耐化学性和阻燃性的高温工程聚合物,也成为铝的竞争替代品。
塑料已经被用于制造许多内部组件,如风管、地板、客舱隔板、头顶行李架、航空电子传感器板、通风叶轮叶片和电子组件安装支架。聚合物还被用于制造结构部件,如翼肋和桅杆,以及外部部件,如燃料箱盖,塔架整流罩,起落架轮毂盖和天线罩。
工程师正在继续与聚合物一起使用,探索其充分利用作为航空航天材料的潜力。欧洲杯足球竞彩由于它们与传统铝制的众多优势,包括强,轻巧,耐用,塑料可能能够更换在航空航天组件的其他领域的铝。
这些塑料在飞机组装的一种方面的一种方式是Peek塑料是由于它们的非腐蚀性而代替金属紧固件和螺钉。这些塑料部件可以充当直接替代品,因为它们的使用不需要更改飞机的整体设计。
由于它们的热和机械稳定性,零可燃性,在真空中低排气和绝缘性能,聚合物有潜力在航空航天组装的各个其他领域取代金属。
塑料恢复活泼
研究正在导致每年制造出更多的新塑料来取代制造飞机所用的金属。塑料有许多优点,使它们适合用于航空航天应用,这些优点往往使它们成为比金属更好的选择。
它们的砝码与强度比,耐腐蚀性和生产少量生产的能力使塑料适用于生产飞机部件。塑料部件也是自润滑的,因此降低了火灾和爆炸的风险。正在开发塑料,从而克服了先前技术的承载,扭矩处理和齿轮驱动局限性。
航空航天领域塑料使用的一个重要趋势是用碳纤维增强热固性聚合物复合材料取代传统的金属结构。这一转变的目的是通过使用更轻的材料制造部件来减轻飞机的重量,从而节省燃料成本。欧洲杯足球竞彩大量的研究目前正在探索使用热塑性碳纤维复合材料。这些工作大部分基于PEEK,目的是提高制造效率和以更快的速度制造飞机。
预计未来二十年将看到推出35,000架新飞机。通过如此高的预期产量,采用热塑性复合材料比解决行业造成的成本和体重挑战更为重要。
自愈碳纤维增强聚合物
最近,在具有自我愈合性能的碳纤维增强聚合物的开发中取得了进展,这些性能克服了复合材料损坏的影响,这在飞机设计和组装中尤为重要。欧洲杯足球竞彩
工程师们已经能够降低飞机部件对撞击损伤的脆弱性。研究表明,特殊的纤维间距和聚合物组合尤其有效,在抗弯强度和层间破坏方面产生最小的退化,使碳纤维增强聚合物具有自愈特性。
克服钢筋聚合物的局限性
然而,在航空航天部门采用增强聚合物有一些限制。例如,与铝制板相比,聚合物复合板更难制造,这使得它们的制造成本更高。工程师们也不愿意从铝转向增强聚合物,因为他们已经在铝领域工作了很长一段时间,他们对这种材料已经有了专业知识和信任。
此外,增强聚合物在钻井中仍然面临问题。当在纤维增强聚合物复合材料上钻孔用于铆钉和螺栓连接零件时,会削弱材料的强度,导致装配阶段的零件报废。
使用聚合物复合材料目前在其早期的阶段,仍有许多关于它们在各种条件下的行为方式。例如,由于水分,紫外线和升高的温度,长期衰老的影响仍然没有完全了解,并且需要进一步探索。获得更深层次的洞察力对加强聚合物的行为将使工程师能够充分采用这种材料的信心,并识别其在航空航天行业的全部潜力。
参考和进一步阅读
AAMIR,M.,Tolouei-rad,M.,Giasin,K.和Nosrati,A.(2019)。用于航空航天应用碳纤维增强聚合物钻孔的最新进展:综述。国际先进制造技术杂志,105(5-6),PP.2289-2308。https://link.springer.com/article/10.1007/S00170-019-04348-Z.
塑料在航空航天组装中的作用越来越大。可用于:https://www.assemblymag.com/欧洲杯猜球平台articles/94125-the-gring- role-of-plastics-aerospace-assembly.
威廉姆斯,G.,Trask,R.和Bond,I.(2007)。用于航空航天应用的自愈碳纤维增强聚合物。复合材料A部分:应用科学和制造业欧洲杯线上买球, 38 (6), pp.1525 - 1532。https://www.欧洲杯线上买球sciencearirect.com/science/article/pii/s1359835x07000152
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