Skip to main content

High performance composites for demanding high Temperature applications

Article Category

Article available in the folowing languages:

Żywica wysokotemperaturowa do wytrzymałych kompozytów

Naukowcy korzystający z dofinansowania UE wprowadzili i rozwinęli metodę masowej produkcji przemysłowej kompozytów o osnowie polimerowej odpornych na bardzo wysokie temperatury. Choć pierwotnym przeznaczeniem tych materiałów była produkcja silników lotniczych, pojawiło się też zainteresowanie sektora przemysłowego i transportowego.

Technologie przemysłowe

Kompozyty o osnowie metalowej i ceramicznej mogą pracować w temperaturach sięgających kilku tysięcy stopni Celsjusza. Mimo to istnieje duże zainteresowanie przemysłu wykorzystaniem kompozytów polimerowych w zastosowaniach wysokotemperaturowych ze względu na mniejszą masę, większą odporność na zmęczenie materiału i łatwiejsze kształtowanie. Wprowadzenie takich materiałów mogłoby zmniejszyć ciężar silników lotniczych, a tym samym zużycie paliwa i emisje dwutlenku węgla. Za cel finansowanego ze środków UE projektu HICTAC (High performance composites for demanding high temperature applications) przyjęto osiągnięcie tego celu poprzez opracowanie trwałej żywicy poliimidowej wraz z niezbędnymi technologiami produkcji. Nowy materiał ma doskonałe parametry robocze, a dzięki odpowiednim właściwościom technologicznym nadaje się do produkcji elementów z kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym. Badania skoncentrowano na opracowaniu poliimidu termoutwardzalnego dostosowanego do potrzeb wytwarzania kompozytowych części lotniczych metodą formowania przetłocznego żywicy. Kluczowym wyzwaniem było opracowanie receptury zapewniającej mięknięcie dopiero w temperaturach powyżej 360°C, dostatecznie niską lepkość po stopieniu i odpowiednie parametry twardnienia. Wysiłki partnerów projektu HICTAC zakończyły się powodzeniem. Wykorzystując nową żywicę i ulepszoną metodę formowania przetłocznego żywicy, przygotowano laminaty i próbki do produkcji dużych elementów o geometrii łopatkowej. Podczas szczegółowych testów mechanicznych i termicznych w różnych temperaturach i z użyciem postarzania oksydacyjnego potwierdzono wysoką jakość materiałów demonstracyjnych i niewielką liczbę defektów technologicznych. Nowa, łatwa w przetwarzaniu żywica do zastosowań wysokotemperaturowych jest już dostępna na rynku pod nazwą handlową NEXIMID® MHT-R. Choć nowy materiał początkowo stworzono z myślą o produkcji części kompozytowych w przemyśle lotniczym, może też umożliwić zamianę części metalowych narażonych na wysokie temperatury w niektórych zastosowaniach w przemyśle maszynowym i transportowym. Prace projektu HICTAC pozwoliły stworzyć unikalną alternatywę dla kompozytów metalowych i ceramicznych, a tym samym wypracować dla UE doskonałą pozycję wyjściową w potencjalnie lukratywnym sektorze globalnej gospodarki.

Słowa kluczowe

Wysokotemperaturowe, kompozyty, silniki lotnicze, HICTAC, poliimid, formowanie przetłoczne żywicy

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania