热塑性复材:我要飞得更高!
聚风塑料
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11月8日,广东珠海,第十四届中国国际航空航天博览会在各色飞机表演的轰鸣声中举行,这就是军迷和航空航天迷的节日!作为一名“伪军迷”的小编,一边摸鱼收看视频直播。一边满怀激情地编撰此文。
热塑性复材的概念及典型特性
铝和钢等传统金属占飞机生产制造过程中材料用量的70%,但市场对更轻质、更高效的飞机需求正不断上升。热塑性复合材料正逐渐成为研究重点,利用碳纤维增强聚合物(CFRP)的高比刚度和强度来设计更轻质、更高强的飞机。
高分子聚合物基体材料中加入碳纤维等进行增强,目前复合材料中使用的主要热塑性塑料包括
聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、尼龙(Nylons)、聚醚酰亚胺(PEI)等
,因此热塑性复合材料具有许多与热塑性塑料相关的优点,包括轻质、延展性、易成型、抗疲劳性、抗腐蚀特性,又能够继承增强材料的刚度、减震、抗疲劳性等优势。例如碳纤维增强塑料的飞机机身面板,它可以为飞机的机体提供更强的刚度,面对高空气流中可能对机体造成的冲击损伤进一步提升可抗性,并且降低更多的整机重量,对飞行过程中的能耗再减少。但是热塑性复合材料更具有以下典型的特性:
高韧性
热塑性复材已被证明在典型的航空航天测试中表现出更高的韧性。当发生内部裂纹时,复材表面可以保持不变。因此,拥有一个能够抵抗裂纹扩展且不易受到损坏的基体系统是一大好处。
室温保存
热塑性预浸料可以保持在室温下,而不会降低性能,因为热塑性复材无需担心化学反应。这消除了对冷藏运输和冷藏的要求,而冷藏往往会使热固性复合材料的物流变得更加复杂。由于不用考虑超时时间,因此也可以使用更复杂的零件。
再成型
热塑性材料可以重新成型加工,因为热塑性树脂可以多次冷却和加热而不会影响性能。使用后的零件可以分解,并用作压缩成型或注射成型等替代工艺的原料。复材可以形成复杂的轮廓和形状,某种意义来讲使得飞机可以被塑造,而不是机械加工。
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