مقدمة لمقاطع المركبة المقواة بالألياف المستمرة
تُعد مقاطع المركبة المُقوّاة بالألياف المستمرة مواد متطورة، وهي جزء أساسي من اللدائن الحرارية المُقوّاة بالألياف المستمرة (). تُعرف أيضًا باسم مركبات ، وتُصنع عن طريق دمج ألياف مستمرة (مثل ألياف الكربون) في مصفوفة راتنج عبر عملية خاصة. وتُعد مركبات البوليمر المُقوّاة بألياف الكربون المستمرة () من أبرز أنواع هذه المجموعة.
عملية التصنيع
ألياف مستمرة عالية الجودة، مختارة لقوتها وصلابتها، تُعالَج مسبقًا لتحسين التصاقها براتنج . يُصهر راتنج المقاوم للحرارة والمواد الكيميائية أو يُجهَّز. تُنقع الألياف في الراتنج. يُشكَّل خليط الألياف والراتنج، وهو النموذج المُعتاد في بلاستيك المُقوّى بالألياف الحرارية، على شكل مقاطع، غالبًا عن طريق البثق بالسحب. أثناء البثق بالسحب، يُسحب عبر قالب للحصول على مقطع عرضي متناسق، مما يُنتج مقاطع طويلة وعالية الدقة، وهي شائعة في منتجات مثل مركبات .
خصائص المواد
نسبة القوة إلى الوزن العالية
الألياف المستمرة، وخاصة ألياف الكربون، تمنح مادة البلاستيكية الحرارية المقواة بالألياف المستمرة، ضمن فئة ، نسبة قوة إلى وزن عالية. تتحمل الألياف معظم الحمل، بينما تحافظ عليها مصفوفة الخفيفة وتوزع الضغط. لذا، تتحمل هذه المقاطع قوىً قويةً مع الحفاظ على خفة وزنها، وهي مثالية للاستخدامات الحساسة للوزن، مثل قطع غيار الطائرات التي تستخدم مواد لتحقيق الكفاءة.
مقاومة حرارية جيدة
يتميز راتنج بمقاومة جيدة للحرارة، وإضافة ألياف مستمرة تجعله أفضل في مركبات . تحافظ هذه المقاطع على خواصها الميكانيكية في درجات حرارة عالية، تصل إلى درجة حرارة انتقال الزجاج لـ (حوالي 143 درجة مئوية) أو أكثر. وهذا يناسبها في الأماكن ذات درجات الحرارة العالية، مثل الأفران الصناعية أو أجزاء المحركات، حيث يكون أداء مهمًا.
مقاومة كيميائية كبيرة
تُعطي مصفوفة للمقاطع مقاومة كيميائية ممتازة، وهي ميزة قيّمة في مركبات . فهي قادرة على مقاومة الأحماض والقلويات والمذيبات العضوية. هذا يضمن المتانة في البيئات الكيميائية القاسية، مثل المصانع الكيميائية أو المناطق البحرية، حيث تحتاج مواد ، مثل مركبات ، إلى قوة تحمل عالية.
التطبيقات
الفضاء الجوي
في مجال الطيران، تُستخدم مقاطع المركبة المقواة بالألياف المستمرة، وهي جزء من عائلة ، على نطاق واسع. في أجنحة الطائرات، تُخفِّض نسبة قوتها إلى وزنها العالية (وهي ميزة رئيسية لمركبات ) وزن الطائرة، مما يُحسِّن كفاءة استهلاك الوقود. كما أن مقاومتها الحرارية، المميزة لمركبات ، تُناسب أغطية المحركات وأجزاء الطيران الأخرى عالية الحرارة، مما يُبرز أهمية في مجال الطيران.
السيارات
في مجال السيارات، تُستخدم مركبات (من نوع ) في قطع غيار السيارات عالية الأداء. في أنظمة التعليق، تُسهّل متانتها وخفة وزنها (وهما سمتان شائعتان في مركبات ) التحكم وتُقلّل استهلاك الطاقة. كما أن مقاومتها الكيميائية (وهي سمة من سمات مركبات ) تجعلها مناسبة للأجزاء التي تلامس سوائل السيارات.
الآلات الصناعية
في الآلات الصناعية، تُستخدم مقاطع المركبة المقواة بالألياف المستمرة (تحت مظلة ) في تصنيع الأجزاء عالية القوة ومقاومة التآكل والحرارة. وهي مثالية لأحزمة النقل، نظرًا لقدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية لفترات طويلة، مما يُثبت جودة مركبات . كما تُستخدم في تصنيع أجزاء الآلات الدقيقة، نظرًا لقدرتها على الحفاظ على تحمل دقيق في مختلف الظروف، مما يُظهر تنوع مواد ، مثل مركبات .
يتوافق اتجاه ألياف هذا البلاستيك الحراري المقوى بالألياف المستمر () مع اتجاه طول المقطع، مما يجعله يتمتع بقوة وصلابة عاليتين. بالإضافة إلى ذلك، يتميز مركب بمقاومة جيدة للتعب والتآكل الكيميائي، ويمكنه العمل بثبات لفترة طويلة في درجات الحرارة العالية والبيئات الكيميائية القاسية.
تتمتع مادة بمجموعة واسعة من آفاق التطبيق، وتغطي مجالات تطبيقها مكونات الطيران، وقطع غيار السيارات، والمعدات الكيميائية، ومعدات حفر النفط، ومعدات بناء السفن والرياضة، وما إلى ذلك. وبفضل أدائها الممتاز ومجموعة تطبيقاتها الواسعة، أصبحت مادة تدريجيًا مادة مثالية في المجال الهندسي.
