Применение стекломатериалов в авиастроении

Оптическая прозрачность органического стекла не может превышать 92 % при условии, что рассеяние и поглощение света равны нулю  
По оптической прозрачности органические стекла делят на прозрачные в блоке и прозрачные только в пленках (тонких листах). К первой группе относятся полимеры и сополимеры метилметакрилата, полистирол, поликарбонат и др. полимеры, обладающие незначительным поглощением света; ко второй - органические стекла на основе эфиров целлюлозы, винопроз, литые эпоксидные и фенол-формальдегидные стекла

Рассеяние света с  поверхности изделий из органического  стекла можно свести практически к минимуму при условии, что качество обработки поверхности аналогично качеству обработки полированного силикатного стекла  
Не наполненные органические стекла прозрачны для рентгеновского излучения и g - излучения, а в тонких листах - для a - и b - излучения  
Под действием механических нагрузок в первоначально изотропном органическом стекле возникает явление фотоупругости. В результате на поверхности напряженного органического стекла возникают радужные эллиптические картины, которые мешают наблюдению через стекло. Наибольшей фотоупругостью обладают эпоксидные, фенол-формальдегидные и термостойкие полиакрилатные стекла; наименьшей - полиметилметакрилатные, полистирольные и поликарбонатные  
Оптические искажения предметов, наблюдаемых сквозь органическое стекло, связаны, главным образом, с невозможностью изготовить изделия из этих стекло с истинно плоскопараллельными поверхностями. В результате этого любое изделие из органического стекла является призмой в той или иной мере призмой, обладающей абсолютным (угловым) оптическим искажением.

 

3.8.Тканные стекломатериалы.

 

 Тканные стекломатериалы применяются как фильтры и огнеупорные материалы, а также как наполнители в стеклопластиках.

В настоящее время  стекольная промышленность выпускает различные виды специального стекла: стекло с содержанием 1 – 1,5 % закиси железа, которое поглощает тепловые лучи, увиолевое стекло, содержащее не более 0,01 % окиси железа, которое пропускает ультрафиолетовые лучи.

Особое место среди  специальных видов стекол, созданных за последние годы, занимают электропроводящие стекла. Они получаются двумя путями:

1. Введение в их состав элементов или окислов, обладающих свойствами полупроводников;

2. Повышение их поверхностной электропроводности за счет нанесения тонких прозрачных полупроводниковых покрытий из двуокиси олова, окиси индия и окиси титана.

Эти стекла могут использоваться в полупроводниковых приборах и  устройствах, для термосопротивлений (термисторов), для фотосопротивлений и светофильтров, а также как электрообогреваемые, в качестве незапотевающих и необледеняемых в транспорте и во влажных помещениях. Из них могут быть изготовлены электрообогреваемые стеклянные панели и камины .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Применение стекломатериалов в авиастроении.

 

Самолеты и вертолёты остекляют однослойными или многослойными материалами на основе органических и силикатных стекол. В качестве однослойного (листового) материала для остекления летательных аппаратов применяется только органическое стекло. Изделия из него получают вакуумформованием, пневмоформованием и штамповкой в интервале температур между температурами стеклования и термостабильности. Используется также метод холодного формования при температуре ниже температуры стеклования. Листовое органическое стекла можно подвергать всем видам механической обработки с помощью инструмента. Для крепления листового органического стекла на летательном аппарате применяются 2 способа: жёсткое (болтовое) и мягкое (безболтовое), посредством так называемой крепежной ленты.

Многослойные материалы изготовляют путём склеивания между собой пластин из силикатного или (и) органического стекла, материалы, представляющие собой комбинацию этих стекол, называются органосиликатными или гетерогенными. Различают триплекс (в материале 3 слоя), пентоплекс (5 слоев) и полиплекс (более 5 слоев). Многослойные стекла делят также на силовые (толщина 10—100 мм), рассчитанные на эксплуатацию в условиях ударных и других нагрузок, и несиловые (толщина 3—6 мм). Стеклянные пластины склеивают при помощи полимерных плёнок, располагаемых между ними, или путём заливки между пластинами смесей мономеров, содержащих инициатор, с последующей их полимеризацией или поликонденсацией.

При изготовлении светофильтрующих и других специальных многослойных стекол используют цветные или металлизированные стеклянные пластины. Многослойные стекла часто снабжают встроенными электронагревателями проволочного или плёночного типа.

При изготовлении гетерогенного  многослойного стекла силикатные пластины обычно склеивают поливинилбутиральной плёнкой, а полученный многослойный силикатный элемент соединяют с пластиной из органическим стекла методом заливки. Многослойные силикатные и органосиликатные стекла не разлетаются на осколки при ударе. Силикатные стеклянные пластины, входящие в состав многослойного стекла, часто подвергают упрочнению закалкой и травлением. Разрушение закалённого силикатного стекла приводит к почти полной потере прозрачности, так как стекла покрывается сетью мелких трещин. Многослойные стекла обладают способностью выдерживать удар птицы при её столкновении с летательным аппаратом и пулестойкостью.

Металлизированные многослойные стекла могут служить защитными экранами от различных видов излучений (радиоволн, УФ или ИК излучения и т. д.). Органический триплекс с проволочным электрообогревателем широко используется в качестве смотрового стекла гермошлемов лётчиков. Силикатные и гетерогенные полиплексы применяют для остекления военных самолётов и вертолётов.

Стекловолокниты – это  композиция, состоящая из синтетической  смолы, являющейся связующим, и стекловолокнистого наполнителя. В качестве наполнителя применяют непрерывное или короткое стекловолокно. Прочность   стекловолокна  резко возрастает с уменьшением его диаметра (вследствие влияния неоднородностей и трещин, возникающих в толстых сечениях). Свойства  стекловолокна  зависят также от содержания в его составе щелочи; лучшие показатели у бесщелочных стекол алюмоборосиликатногосостава.

Неориентированные стекловолокниты  содержат в качестве наполнителя  короткое волокно. Это позволяет  прессовать детали сложной формы, с  металлической арматурой. Материал получается с изотопными прочностными характеристиками, намного более высокими, чем у пресс-порошков и даже волокнитов. Представителями такого материала являются стекловолокниты АГ-4В, а также ДСВ (дозирующиеся стекловолокниты), которые применяют для изготовления силовых электротехнических деталей, деталей машиностроения (золотники, уплотнения насосов и т. д.). При использовании в качестве связующего непредельных полиэфиров получают премиксы ПСК (пастообразные) и препреги АП и ППМ (на основе стеклянного мата). Препреги можно применять для крупногабаритных изделий простых форм (кузова автомашин, лодки, корпуса приборов и т. п.).

Ориентированные стекловолокниты  имеют наполнитель в виде длинных  волокон, располагающихся ориентированно отдельными прядями и тщательно  склеивающихся связующим. Это обеспечивает более высокую прочность стеклопластика.

Стекловолокниты могут  работать при температурах от –60 до 200 °С, а также в тропических  условиях, выдерживать большие инерционные  перегрузки. 
При старении в течение двух лет коэффициент старения К = 0,5-0,7. 
Ионизирующие излучения мало влияют на их механические и электрические свойства. Из них изготовляют детали высокой прочности, с арматурой и резьбой.

Данные характеристики позволили стекловолокнитам найти  широкое применение в авиации. В  частности из материалов армированных стекловолокном изготовляют легкие и высокопрочные фюзеляжи авиалайнеров. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы :

 
1. Энциклопедия полимеров. - М.: Россииская энциклопедия, 1992.  
2. Органические стекла и метакрилатные формовочные полимеры. Каталог. - Черкассы, 1987. - 32 с.

3. Айрапетова Г.А., Несветаева  Г.В..

Строительные материалы. Учебно-справочное пособие (Серия «Строительство».) - Ростов Н/Д: изд-во «Феникс», 2004. - 608 с.