40年代初,電子工業(yè)需要尋找一種適宜的材料做防護軍用飛行器的雷達天線,特別是防護戰(zhàn)斗機及轟炸機上的雷達天線。采用雷達罩是用來防護氣候?qū)茈娮觾x器的影響。玻璃鋼具有優(yōu)良的透雷達波性能,足夠的機械強度和簡便的成型工藝,...
40年代初,電子工業(yè)需要尋找一種適宜的材料做防護軍用飛行器的雷達天線,特別是防護戰(zhàn)斗機及轟炸機上的雷達天線。采用雷達罩是用來防護氣候?qū)茈娮觾x器的影響。玻璃鋼具有優(yōu)良的透雷達波性能,足夠的機械強度和簡便的成型工藝,使它成為理想的雷達罩材料。這是歷史上第一次采用玻璃鋼制造雷達罩,同時又大大地促進了玻璃鋼材料的研究。
60年代玻璃鋼技術(shù)在直升機領域的應用有所突破,如西德M.B.B.公司研制玻璃鋼旋翼槳葉,逐步取代金屬鋁蒙皮/鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的金屬槳葉。但由于玻璃鋼的模量低,不能制造高強度的飛機結(jié)構(gòu)件。
70年代初,隨著硼纖維、碳纖維、芳綸纖維等相繼出現(xiàn),這些高級增強纖維的比剛度、比強度、耐疲勞性能等優(yōu)于金屬材料,由它們來增強環(huán)氧樹脂組成的復合材料,已在飛機的主結(jié)構(gòu)件(主受力件)上得到應用。
近10多年來,考慮到這些高級增強纖維的價格都比較高,為了更合理的用材,大力開發(fā)混雜復合材料(Hybrid Composites)的研究。
以復合材料在飛機發(fā)動機中的應用為代表。美國兩家噴氣發(fā)動機制造廠:通用電器—飛機發(fā)動機事業(yè)集團公司(GE—AEBG)和普惠公司,以及其它一些二次承包公司,都在用高性能復合材料取代金屬制造飛機發(fā)動機零部件。如發(fā)動機艙系統(tǒng)的許多部緊推力反向器、風扇罩、風扇出風道導流片等都用復合材料制造。如發(fā)動機進口氣罩的外殼是由美國聚合物公司的碳纖維環(huán)氧樹脂預混料(E707A)疊鋪而成,它具有耐177℃高溫的熱氧化穩(wěn)定性科殼表面光滑如鏡面,有利于形成層流。又如FW 4 0O0型發(fā)動機有8 0個149℃的高溫空氣噴口導流片也是用碳纖維環(huán)氧預浸料制造的。
在316℃這一極限溫度以下的環(huán)境中,復合材料不僅性能優(yōu)于金屬,而且經(jīng)濟效益高。據(jù)波音公司估算,噴氣客機重量每減輕一磅,是飛機在整個使用期限內(nèi)可節(jié)省1000美元。據(jù)法布萊特公司估算,美國第年約有100萬磅復合材料用于制造噴氣飛機發(fā)動機零件,銷售額高達5000萬美元。
目前環(huán)氧樹脂的連續(xù)使用溫度最高約在280℃以下,近來DOW化學公司的一種多功能團環(huán)氧樹脂Tactlx742,用二氨基二苯砜固化劑;制成的制品玻璃化溫度Tg>310℃,可用于制造噴氣發(fā)動機零件。