Ứng dụng vật liệu PEEK trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
PEEK (Polyetheretherketone), nổi tiếng với các đặc tính toàn diện vượt trội và được mệnh danh là "Vua của các loại nhựa kỹ thuật đặc biệt", là một trong những vật liệu chủ chốt để đạt được trọng lượng nhẹ, độ tin cậy cao và tuổi thọ dài trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Các ứng dụng cụ thể của nó trong ngành hàng không vũ trụ chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
1. Những ưu điểm về hiệu năng cốt lõi thúc đẩy các ứng dụng
Đặc tính nhẹ (mật độ chỉ bằng một nửa so với hợp kim nhôm), độ bền và độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp tuyệt vời (nhiệt độ hoạt động lâu dài lên đến 260°C), đặc tính chống cháy, ít khói và không độc hại (đáp ứng tiêu chuẩn an toàn hàng không), khả năng chống ăn mòn hóa học tốt, khả năng chống mài mòn và tự bôi trơn tuyệt vời của PEEK khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng để thay thế các kim loại (như hợp kim nhôm, hợp kim titan) và một số vật liệu truyền thống.
2. Các thành phần ứng dụng cụ thể
PEEK và các vật liệu composite của nó (như PEEK gia cường sợi carbon, tức là CF/PEEK) có nhiều ứng dụng rộng rãi và đặc thù trong lĩnh vực hàng không vũ trụ:
· Nội thất máy bay và các bộ phận kết cấu phụ: Được sử dụng cho khung ghế, giá đỡ, tấm ốp vách, giá để hành lý, tấm che nắng, v.v., giúp giảm trọng lượng, chống cháy và cải thiện sự thoải mái.
· Các bộ phận ngoại vi của động cơ: Được ứng dụng trong các tấm che bên trong động cơ, lưỡi dao, vòng đệm, gioăng, kẹp dây dẫn, đai ốc, v.v., nhờ khả năng chịu nhiệt cao và chống ăn mòn hóa học để thay thế kim loại, giúp giảm trọng lượng và cách điện.
· Hệ thống đường ống và cáp: Được sử dụng làm kẹp ống nhiên liệu/thủy lực, ống dẫn, lớp cách điện và vỏ bọc cho dây dẫn và cáp, nhờ đặc tính nhẹ, chống dầu, chống cháy và độ bền cao.
· Các thành phần cấu trúc thân máy bay và cánh: Vật liệu composite CF/PEEK, nhờ có độ bền riêng và mô đun đàn hồi riêng cực cao, được sử dụng để chế tạo giá đỡ, ốc vít, mép trước cánh máy bay, tấm chắn khí động học, cánh quạt UAV và các bộ phận kết cấu chịu tải thứ cấp hoặc thậm chí chính khác. Đây là hướng phát triển quan trọng trong tương lai để đạt được mục tiêu giảm trọng lượng máy bay tối đa (lên đến 10%-40%).
· Các thành phần quan trọng khác: Ngoài ra còn bao gồm các tấm che trục bánh xe máy bay, tấm chắn trụ, cánh quạt hệ thống điều khiển, vòm radar, cũng như các kẹp, ống dẫn, v.v., trên các mẫu máy bay như Boeing 787 và Airbus A350.
3. Giá trị ứng dụng và xu hướng
Giá trị cốt lõi của việc ứng dụng PEEK trong lĩnh vực hàng không vũ trụ nằm ở: giảm đáng kể trọng lượng máy bay, cải thiện hiệu quả nhiên liệu và khả năng tải trọng; chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao/thấp, rung động và ăn mòn hóa học, nâng cao độ tin cậy của linh kiện; đặc tính chống cháy, ít khói và không độc hại đảm bảo an toàn cho khoang hành khách. Với sự phát triển của các máy bay cỡ lớn trong nước (như C919) và quá trình nội địa hóa các linh kiện, cũng như sự phát triển của nền kinh tế hàng không tầm thấp (UAV/eVTOL), triển vọng ứng dụng vật liệu PEEK càng trở nên rộng mở hơn.
