newyddion

Polymer wedi'i Atgyfnerthu â Ffibr Gwydr (GFRP)yn ddeunydd perfformiad uchel wedi'i gyfansoddi o ffibrau gwydr fel yr asiant atgyfnerthu a resin polymer fel y matrics, gan ddefnyddio prosesau penodol. Mae ei strwythur craidd yn cynnwys ffibrau gwydr (megisE-wydr, gwydr-S, neu wydr-AR cryfder uchel) gyda diamedrau o 5∼25μm a matricsau thermosetio fel resin epocsi, resin polyester, neu ester finyl, gyda chyfran cyfaint ffibr sydd fel arfer yn cyrraedd 30%∼70% [1-3]. Mae GFRP yn arddangos priodweddau rhagorol megis cryfder penodol sy'n fwy na 500 MPa/(g/cm3) a modwlws penodol sy'n fwy na 25 GPa/(g/cm3), tra hefyd yn meddu ar nodweddion fel ymwrthedd i gyrydiad, ymwrthedd i flinder, cyfernod ehangu thermol isel [(7∼12)×10−6 °C−1], a thryloywder electromagnetig.

Ym maes awyrofod, dechreuwyd defnyddio GFRP yn y 1950au ac mae bellach wedi dod yn ddeunydd allweddol ar gyfer lleihau màs strwythurol a gwella effeithlonrwydd tanwydd. Gan gymryd y Boeing 787 fel enghraifft, mae GFRP yn cyfrif am 15% o'i strwythurau dwyn llwyth nad ydynt yn gynradd, a ddefnyddir mewn cydrannau fel ffeiriau ac adenydd bach, gan gyflawni gostyngiad pwysau o 20%∼30% o'i gymharu ag aloion alwminiwm traddodiadol. Ar ôl i drawstiau llawr caban yr Airbus A320 gael eu disodli â GFRP, gostyngodd màs un gydran 40%, a gwellodd ei pherfformiad mewn amgylcheddau llaith yn sylweddol. Yn y sector hofrenyddion, mae paneli mewnol caban y Sikorsky S-92 yn defnyddio strwythur brechdan crwybr mêl GFRP, gan gyflawni cydbwysedd rhwng ymwrthedd i effaith ac atal fflam (gan gydymffurfio â safon FAR 25.853). O'i gymharu â Polymer wedi'i Atgyfnerthu â Ffibr Carbon (CFRP), mae cost deunydd crai GFRP wedi'i leihau 50%∼70%, gan ddarparu mantais economaidd sylweddol mewn cydrannau dwyn llwyth nad ydynt yn gynradd. Ar hyn o bryd, mae GFRP yn ffurfio system gymhwyso graddiant deunydd gyda ffibr carbon, gan hyrwyddo datblygiad ailadroddus offer awyrofod tuag at bwysau ysgafn, oes hir, a chost isel.

O safbwynt priodweddau ffisegol,GFRPmae ganddo hefyd fanteision rhagorol o ran pwyso ysgafn, priodweddau thermol, ymwrthedd i gyrydiad, a swyddogaetholi. O ran pwyso ysgafn, mae dwysedd ffibr gwydr yn amrywio o 1.8∼2.1 g/cm3, sef dim ond 1/4 o ddwysedd dur a 2/3 o ddwysedd aloi alwminiwm. Mewn arbrofion heneiddio tymheredd uchel, roedd y gyfradd cadw cryfder yn fwy na 85% ar ôl 1,000 awr ar 180 °C. Ar ben hynny, dangosodd GFRP a oedd wedi'i drochi mewn toddiant NaCl 3.5% am flwyddyn golled cryfder o lai na 5%, tra bod gan ddur Q235 golled pwysau cyrydiad o 12%. Mae ei wrthwynebiad asid yn amlwg, gyda chyfradd newid màs yn is na 0.3% a chyfradd ehangu cyfaint yn is na 0.15% ar ôl 30 diwrnod mewn toddiant HCl 10%. Cynhaliodd sbesimenau GFRP a gafodd eu trin â silane gyfradd cadw cryfder plygu yn fwy na 90% ar ôl 3,000 awr.

I grynhoi, oherwydd ei gyfuniad unigryw o briodweddau, mae GFRP yn cael ei gymhwyso'n helaeth fel deunydd awyrofod craidd perfformiad uchel wrth ddylunio a gweithgynhyrchu awyrennau, gan ddal pwysigrwydd strategol sylweddol yn y diwydiant awyrofod modern a datblygiad technolegol.