Üvegszálas erősítésű polimer (GFRP)egy nagy teljesítményű anyag, amelyet üvegszálakból, mint erősítőanyagból és polimer gyantából, mint mátrixból állítanak elő speciális eljárásokkal. Magszerkezete üvegszálakból áll (mint példáulE-üveg, S-üveg vagy nagy szilárdságú AR-üveg) 5∼25 μm átmérővel és hőre keményedő mátrixokkal, például epoxigyantával, poliésztergyantával vagy vinilészterrel, ahol a szálak térfogataránya jellemzően eléri a 30%∼70%-ot [1-3]. A GFRP kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, például 500 MPa/(g/cm3)-t meghaladó fajlagos szilárdsággal és 25 GPa/(g/cm3)-t meghaladó fajlagos modulussal, miközben olyan jellemzőkkel is rendelkezik, mint a korrózióállóság, a fáradási ellenállás, az alacsony hőtágulási együttható [(7∼12)×10−6 °C−1] és az elektromágneses átlátszóság.
A repülőgépiparban a GFRP alkalmazása az 1950-es években kezdődött, és mára kulcsfontosságú anyaggá vált a szerkezeti tömeg csökkentésében és az üzemanyag-hatékonyság javításában. A Boeing 787-es repülőgép esetében például a GFRP a nem elsődleges teherhordó szerkezetek 15%-át teszi ki, olyan alkatrészekben használják, mint az idomok és szárnyak, így 20-30%-os súlycsökkenést érnek el a hagyományos alumíniumötvözetekhez képest. Miután az Airbus A320 kabinpadló-gerendáit GFRP-re cserélték, egyetlen alkatrész tömege 40%-kal csökkent, és a teljesítménye párás környezetben jelentősen javult. A helikopter szektorban a Sikorsky S-92 kabinjának belső paneljei GFRP méhsejt szendvicsszerkezetet használnak, amely egyensúlyt teremt az ütésállóság és a lángállóság között (megfelel a FAR 25.853 szabványnak). A szénszálas erősítésű polimerhez (CFRP) képest a GFRP nyersanyagköltsége 50-70%-kal csökken, ami jelentős gazdasági előnyt biztosít a nem elsődleges teherhordó alkatrészek terén. Jelenleg a GFRP egy szénszálas anyaggradiens alkalmazási rendszert alkot, elősegítve a repülőgépipari berendezések iteratív fejlesztését a könnyű súly, a hosszú élettartam és az alacsony költség felé.
A fizikai tulajdonságok szempontjából,GFRPkiemelkedő előnyökkel is rendelkezik a könnyűszerkezet, a hőállóság, a korrózióállóság és a funkcionalizálás tekintetében. A könnyűszerkezetet tekintve az üvegszál sűrűsége 1,8–2,1 g/cm3 között mozog, ami az acél sűrűségének mindössze negyede, az alumíniumötvözetének pedig 2/3-a. Magas hőmérsékletű öregítési kísérletekben a szilárdságmegtartási arány meghaladta a 85%-ot 1000 óra 180 °C-on történő tárolás után. Továbbá az egy évig 3,5%-os NaCl-oldatba merített GFRP kevesebb mint 5%-os szilárdságveszteséget mutatott, míg a Q235 acél korróziós súlyvesztesége 12% volt. Savállósága kiemelkedő, tömegváltozási sebessége kisebb, mint 0,3%, térfogat-tágulási sebessége pedig kisebb, mint 0,15% 30 nap után 10%-os HCl-oldatban. A szilánnal kezelt GFRP minták hajlítószilárdságának megtartási aránya 3000 óra elteltével is meghaladta a 90%-ot.
Összefoglalva, a GFRP-t egyedi tulajdonságainak köszönhetően széles körben alkalmazzák nagy teljesítményű repülőgépipari maganyagként a repülőgépek tervezésében és gyártásában, jelentős stratégiai jelentőséggel bírva a modern repülőgépiparban és a technológiai fejlesztésben.
Közzététel ideje: 2025. október 15.
