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고분자 매트릭스 복합 재료는 플라스틱 매트릭스에 삽입 된 강화 섬유로 만든 첨단 기술 소재입니다. 많은 현대의 군용 및 상업용 항공기는 이러한 자재를 사용하지 않고는 생산할 수 없습니다. 항공기 제작에 사용 된 최초의 합성물은 FRP였다. 1950 년대에이 소재 (유리 섬유 보강 플라스틱)와 탄소 섬유 및 붕소 복합 재료가 상업용 항공기 제조에 처음 사용되었습니다.
고분자 매트릭스
복합 재료는 두 개 이상의 요소가 결합 된 것입니다. 중합체는 플라스틱이며 탄소 또는 유리와 같은 섬유 성 물질로 보강됩니다. 열경화성 폴리머 수지 또는 열가소성 재료는 복합재에 사용되는 매트릭스입니다. 모델링 한 후에 열경화성 수지로 만든 제품은 쉽게 수리하거나 개조 할 수 없습니다. 열가소성 재료는 경화 후 녹여 개조 될 수 있습니다. 따라서 열경화성 수지로 만든 부품보다이 소재로 만든 부품을 쉽게 수리 할 수 있습니다.
유리 섬유 강화 플라스틱 (GRP)
이름에서 알 수 있듯이 유리 섬유 강화 플라스틱 (PRFV)은 유리 섬유로 강화 된 플라스틱 중합체입니다. 1920 년에 처음으로 개발 된 유리 섬유 강화 플라스틱은 곧 해군 및 항공 응용 분야에서 사용되기 시작했습니다. 미 육군은보다 강력하고 가벼운 군용 항공기 개발을 위해 그 용도를 채택했습니다. 1945 년 오크 리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)에 따르면,이 물질은 3000 톤 이상이 군사용으로 사용되었습니다. 유리 섬유 구성 요소는 항공기 건설에 필요한 모양으로 성형됩니다. 섬유는 플라스틱 수지 매트릭스에 고정되어 있습니다. 폴리 에스테르 또는 비닐 에스테르 수지는 일반적으로 매트릭스 재료로 사용되지만 열가소성 소재는 더 안전하고 작업하기 쉽기 때문에 이전 유형의 매트릭스를 대체합니다.
탄소 섬유 복합 재료
석유 비용의 증가로 인해 항공기 제조업체는 중량 감소 및보다 효율적인 항공기 제조에 더 많은 비중을 두게되었습니다.이 목표를 달성하는 한 가지 방법은 탄소 섬유 복합 재료를이 항공기 제조에 사용하는 것입니다. 보잉 787 드림 라이너 (Dreamliner)와 같은 상업용 항공기는 이러한 재료의 사용으로 인해 훨씬 효율적이고 연료 비용이 절감됩니다. 탄소 섬유 복합 재료는 또한 군용 항공기 건설에 널리 사용됩니다. 카본 파이버는 가볍고 내구성이 강한 재료이기 때문에 에일러론 및 로터와 같은 컨트롤 표면에 널리 사용됩니다. 그들은 내구성이 강하고 금속 성분보다 부식에 강합니다. 탄소 섬유 복합 재료는 F-18 및 V-22 Osprey 변환 장치와 같은 항공기 부품에 널리 사용됩니다.
아라미드 섬유 복합 재료
아라미드 섬유 복합 재료는 세계에서 가장 큰 항공기에서 발견 할 수 있습니다. 방향족 폴리 아미드는 분자가 섬유 축을 따라 배향 된 중합체 섬유이다. 분자 사이의 화학 결합으로 인해 생성 된 물질이 극도로 강하고 가벼워집니다. 섬유는 액체 용액으로부터 중합체를 원심 분리하여 제조된다. 상업적으로 알려진 아라미드 섬유 복합 재료의 일부는 케블라 (Kevlar)와 노 멕스 (Nomex)입니다. 이 물질들은 매우 강하고 단열되어 있으며 부식에 강합니다. 이러한 특성으로 인해 항공기 구조 요소 제작에 적합합니다. 에어 버스 A380과 같은 대형 여객기는 폴리 아미드 재질로 만들어졌습니다. 그 결과 구조적 무결성을 포기하지 않으면 서 연료 소비가 적은 경량 구조가되었습니다.
