CF/PEEK авиационный угловой элемент

С развитием аэрокосмической отрасли высокая производительность, надежность и низкая стоимость современных самолетов, ракет-носителей и спутников во многом обусловлены широким применением новых материалов и технологий.
Передовые композитные материалы являются важной частью высокотехнологичной аэрокосмической продукции. Непрерывные композитные материалы CF/PEEK обладают преимуществами чрезвычайно высокой термостойкости (температура тепловой деформации может достигать 340°C), коррозионной стойкостью, износостойкостью и хорошей биосовместимостью. Они могут эффективно снизить конструкционный вес самолетов, ракет-носителей и спутников, увеличить полезную нагрузку и дальность полета, а также снизить затраты.
Непрерывные композитные материалы CF/PEEK обладают очень высокими механическими свойствами и более высокой ударной вязкостью по сравнению с традиционными термореактивными композитами. Их можно использовать для обработки обшивки шасси самолета, одновременно снижая вес воздушного судна.

Применение в области гражданской авиации
Композитные материалы CF/PEEK широко используются в передних кромках крыльев гражданских самолетов, внутренних деталях воздушных судов, включая каркасы сидений, кронштейны, балки, нервюры и воздухозаборные трубы.

Применение в авиационной сфере
Препрег PEEK использовался в полностью автоматическом хвостовом оперении, нижней обшивке фюзеляжа, обшивке фюзеляжа, двери передней стойки шасси, двери основной стойки шасси, стенке крыла, передней кромке горизонтального стабилизатора и т.д. В качестве материалов, пропускающих радиоволны, смолы PEEK, PEKK, PES и другие обладают относительно хорошими характеристиками радиопропускания и энергосберегающего проецирования. Когда радиоволны проецируются на эти композитные материалы на основе смолы, образование ползучих электромагнитных волн затруднено. Однонаправленный армирующий сорт смешанной пряжи из углеродного волокна и PEEK-мультифиламента подходит для изготовления лопастей несущего винта вертолета и некоторых важных корпусных деталей.

Как типичная высокопроизводительная термопластичная смола, PEEK обладает выдающимися характеристиками. При сочетании с непрерывным углеродным волокном свойства двух материалов эффективно объединяются, и общая производительность становится еще лучше. Благодаря своим превосходным характеристикам, термопластичные композиционные материалы на основе непрерывного углеродного волокна CF/PEEK широко используются в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и других отраслях, а также являются объектом исследований и внимания ведущих университетов, научно-исследовательских институтов и корпоративных подразделений.

Преимущества композитов на основе непрерывного углеродного волокна CF/PEEK:

1. Хорошее относительное удлинение при разрыве и вязкость разрушения

Как представитель высокопроизводительных термопластичных полимеров, PEEK имеет вязкость разрушения до 2,0 КДж/м², что в 20 раз выше, чем у эпоксидной смолы.

2. Отличная устойчивость к расслоению и усталости

PEEK обладает хорошей ударной вязкостью и является одним из лучших по ударной стойкости среди термостойких смол. В то же время PEEK обладает высокой жесткостью, хорошей стабильностью размеров, малым коэффициентом линейного расширения, а также превосходными долгосрочными свойствами сопротивления ползучести и усталости.

3. Отличная стойкость к химической коррозии

PEEK обладает превосходной стойкостью к химической коррозии и высокой устойчивостью к кислотам, щелочам и почти всем органическим растворителям. Он подвергается коррозии только галогенами и сильными кислотами при высоких температурах и растворяется только в концентрированной серной кислоте при комнатной температуре.

4. Отличная влаго- и термостойкость

PEEK имеет низкую скорость влагопоглощения и хорошую устойчивость к влаге и теплу. Он может сохранять хорошие механические свойства в условиях высокой температуры и высокой влажности. Кроме того, он обладает выдающейся стойкостью к гидролизу, низким влагопоглощением и проницаемостью, а также устойчив к пару, воде и морской воде.

5. Отличная стойкость к скользящему износу и фреттингу

PEEK может сохранять высокую износостойкость и низкий коэффициент трения при температуре 250°C.

6. Биосовместимость

Исследования показали, что армированный коротким углеродным волокном PEEK, имплантированный в качестве протезного материала животным, обладает низкой цитотоксичностью, соответствует показателям цитотоксичности медицинских имплантационных материалов, а также имеет хорошую гемосовместимость и тканевую совместимость.

7. Рентгенопрозрачность

PEEK обладает хорошими пропускающими свойствами и не создает артефактов, как металлические имплантаты, при рентгеновском и КТ-обследовании, что облегчает пациентам прохождение медицинских осмотров.

Примеры применения и перспективы композитных материалов на основе непрерывного углеродного волокна CF/PEEK:

1. Однонаправленная препрег-лента 2. Тканая ткань (брайд) 3. Толстая плита из композитного материала 4. Угловой элемент из PEEK на самолете 5. Ручка медицинского прибора, прицельная рамка 6. Авиационное кресло (Toray) 7. Рамка иллюминатора самолета 8. Дверь самолета 9. Кожух высокоскоростного синхронного двигателя с постоянными магнитами 10. Электромагнитная пушка (рельсотрон) 11. Костная пластина, костный штифт 12. Звездочка воздушного компрессора 13. Обшивка самолета 14. Передняя кромка крыла 15. Стержень вертолета 16. Опора ракеты 17. Нефтепровод подводной лодки 18. Лопатка вакуумного насоса 19. Крышка анализатора 20. Упорное изнашиваемое кольцо 21. Штатив 22. Крышка окна бурильной трубы 23. Емкость для сбраживания (дигестор) 24. Резервуар для хранения водорода 25. Корпус ракеты 26. Нить для 3D-печати 27. Открыватель 28. Расширительная рама внешнего каркаса

Что такое PEEK?

PEEK и его модифицированные композитные материалы демонстрируют превосходные характеристики в условиях высоких температур и высокой влажности. PEEK обладает отличной химической стойкостью, самосмазывающимися и износостойкими свойствами, что делает его идеальным материалом для замены медных сплавов и обычной резины. По сравнению с ними, PEEK имеет более длительный срок службы, что позволяет снизить эксплуатационные расходы оборудования и повысить его надежность.

Высокотемпературные характеристики

Характеристики PEEK остаются стабильными в диапазоне температур от -196°C до 260°C. В экстремальных рабочих условиях он может кратковременно выдерживать 300°C. Надежность PEEK сохраняется даже в условиях высоких температур на глубине нескольких километров под землей.

Высокая прочность и износостойкость

По сравнению с другими пластиками, PEEK устойчив к сжатию, ударам и обладает хорошей усталостной прочностью. PEEK долговечен в механическом оборудовании и в условиях износа.

Удвоенный срок службы

Решения для уплотнений из PEEK могут увеличить срок службы деталей. Некоторые отечественные химические компании используют материал PEEK5600FE20, модифицированный политетрафторэтиленом, разработанный JUNHUA PEEK, для замены исходного материала, что позволяет увеличить срок службы изнашиваемых деталей в 1,3-3 раза.

Коррозионная стойкость

PEEK химически инертен, не реагирует с большинством кислот, масел, смазок и всех других органических и неорганических растворителей или ферментов, сохраняя при этом хорошую прочность и стабильность размеров.

Самосмазывание

PEEK имеет низкий коэффициент трения, низкое сопротивление движению, что позволяет использовать его без масла в некоторых рабочих условиях. Оборудование становится чище, что повышает надежность процесса, улучшает энергоэффективность и экономит затраты.

Больше возможностей в дизайне

Литейные формы для литья под давлением могут использоваться для быстрого формования больших партий сложных деталей специальной формы, а стоимость по сравнению с механической обработкой низкая.