إن الغرض من التعزيز في اللدائن المقواة هو توفير معظم القوة والأشكال الثلاثة الرئيسية لتقوية الألياف هي الجزيئات والشعيرات والألياف أما الجسيم هو قطعة مربعة من مادة، والفقاعات الزجاجية خلية Q عبارة عن كرات زجاجية مجوفة وبما أن أبعادها متساوية في جميع المحاور فإنها تسمى جسيم، أما الطولي فهو قطعة من المواد طولها أطول من عرضها والشعيرات عادة ما تكون بلورات مفردة، حيث إنها قوية جدًا وتستخدم لتقوية السيراميك والمعادن.
المواد المقواة بالألياف
الألياف عبارة عن خيوط مفردة أطول بكثير من عرضها، حيث يمكن تصنيع الألياف من أي مادة تقريبًا وليست بلورية مثل الشعيرات، وتعتبر الألياف هي الأساس لمعظم المركبات وتكون أرفع من شعر الإنسان، ويتم نسجها عادة في مواد تشبه القماش.
البلاستيك المقوى
البلاستيك المقوى مادة صلبة بالحرارة تُستخدم في تصنيع الرادوم وأغطية الهوائيات وأطراف الأجنحة وكعزل لقطع مختلفة من المعدات الكهربائية وخلايا الوقود، ولها خصائص عازلة ممتازة تجعلها مثالية للرادوم، ومع ذلك فإن نسبة القوة إلى الوزن العالية ومقاومة العفن والصدأ وسهولة التصنيع تجعله مناسبًا بشكل متساوٍ لأجزاء أخرى من الطائرة.
تتكون المكونات البلاستيكية المقواة للطائرات من رقائق صلبة أو رقائق من نوع الساندويتش، وتكون الراتنجات المستخدمة في تشريب الأقمشة الزجاجية هي من نوع ضغط التلامس، حيث تتطلب ضغطًا ضئيلًا أو بدون ضغط أثناء المعالجة، كما يتم توفير هذه الراتنجات كسائل يمكن أن يختلف في اللزوجة من تناسق مائي إلى شراب سميك، أيضًا تتم المعالجة أو البلمرة باستخدام محفز، عادة ما يكون البنزويل بيروكسايد، وتصنع الشرائح الصلبة من ثلاث طبقات أو أكثر من الأقمشة المشبعة بالراتنج المبللة الرطبة معًا لتشكيل صفيحة صلبة مواجهة أو شكل مقولب.
تصنع الرقائق من اثنين أو أكثر من الواجهات الصلبة أو شكل مقولب يحيط بقرص العسل من الألياف الزجاجية أو قلب من النوع الرغوي، وتُصنع نوى قرص العسل من أقمشة زجاجية مشربة بالبوليستر أو مزيج من النايلون والراتنجات الفينولية، كما تختلف الكثافة المحددة وحجم خلية نوى قرص العسل عبر خط عرض كبير، وعادة ما يتم تصنيع نوى قرص العسل في كتل يتم قطعها لاحقًا إلى السماكة المطلوبة على المنشار الحزامي.
وتتم صياغة النوى من النوع الرغوي من توليفات من راتنجات الألكيد و (metatoluene di-isocyanate)، كما يتم تصنيع مكونات الألياف الزجاجية من نوع ساندويتش المملوءة بقلب من النوع الرغوي لتفاوتات قريبة للغاية على السماكة الإجمالية للكسوة المقولبة والمواد الأساسية ولتحقيق هذه الدقة، يُسكب الراتينج في شكل مقولب متسامح قريب، كما يتم وضع رغوة على الفور لتركيبة الراتينج لملء الفراغ في الشكل المصبوب وتشكيل رابطة بين الوجه واللب.
أهمية استخدام المطاط
يستخدم المطاط لمنع دخول الأوساخ أو الماء أو الهواء ولمنع فقدان السوائل أو الغازات أو الهواء، كما أنها تستخدم لامتصاص الاهتزازات وتقليل الضوضاء وتخفيف أحمال الصدمات، مصطلح المطاط شامل، مثل مصطلح معدن، حيث يتم استخدامه ليشمل ليس فقط المطاط الطبيعي ولكن جميع المطاط الصناعي والسيليكون.
المطاط الطبيعي Natural Rubber
يتمتع المطاط الطبيعي بمعالجة وخصائص فيزيائية أفضل من المطاط الصناعي أو السيليكون وتشمل هذه الخصائص: المرونة وقوة الشد وقوة التمزق وانخفاض تراكم الحرارة بسبب الانثناء (التباطؤ) ويعتبر المطاط الطبيعي هو منتج للأغراض العامة ومع ذلك، فإن ملاءمتها لاستخدام الطائرات محدودة إلى حد ما بسبب مقاومتها الرديئة لمعظم التأثيرات التي تسبب التدهور على الرغم من أنه يوفر ختمًا ممتازًا للعديد من التطبيقات، إلا أنه يتضخم وغالبًا ما يلين في جميع أنواع وقود الطائرات وفي العديد من المذيبات، مثل النفثا وما إلى ذلك ويتدهور المطاط الطبيعي بسرعة أكبر من المطاط الصناعي، كما يتم استخدامه كمادة مانعة للتسرب لأنظمة المياه والميثانول.
المطاط الصناعي
يتوفر المطاط الصناعي في عدة أنواع، كل منها مركب من مواد مختلفة لإعطاء الخصائص المطلوبة ويكون الأكثر استخداما هو بونا، بوناس ونيوبرين.
البوتيل: هو مطاط هيدروكربوني ذو مقاومة فائقة لاختراق الغازات، كما أنها مقاومة للتلف، ومع ذلك فإن خواصه الفيزيائية المقارنة أقل بكثير من تلك الخاصة بالمطاط الطبيعي وسوف يقاوم بوتيل الأكسجين والزيوت النباتية والدهون الحيوانية والقلويات والأوزون والعوامل الجوية ومثل المطاط الطبيعي، سوف ينتفخ البوتيل في البترول أو مذيبات قطران الفحم، كما تتميز بمعدل امتصاص منخفض للماء ومقاومة جيدة للحرارة ودرجات الحرارة المنخفضة، واعتمادًا على الدرجة فهي مناسبة للاستخدام في درجات حرارة تتراوح من -65 درجة فهرنهايت إلى 300 درجة فهرنهايت، كما يستخدم بوتيل مع السوائل الهيدروليكية فوسفات استر سكايدرول وسوائل السيليكون والغازات والكيتونات والأسيتون.
يشبه مطاط بوناس المطاط الطبيعي في كل من خصائص المعالجة والأداء ويعتبر بوناس مقاومًا للماء مثل المطاط الطبيعي، ولكنه يتمتع بخصائص تقادم أفضل إلى حد ما، حيث لديه مقاومة جيدة للحرارة، ولكن فقط في حالة عدم وجود ثني شديد بشكل عام، يتمتع بوناس بمقاومة ضعيفة للبنزين والزيت والأحماض المركزة والمذيبات، كما يستخدم بوناس عادة للإطارات والأنابيب كبديل للمطاط الطبيعي.
ويتميز بونا بمقاومته للمواد الهيدروكربونية والمذيبات الأخرى، ومع ذلك فإنه يتمتع بمرونة ضعيفة في المذيبات عند درجات الحرارة المنخفضة، كما تتمتع مركبات بوناس بمقاومة جيدة لدرجات حرارة تصل إلى 300 درجة فهرنهايت، ويمكن شراؤها لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة حتى -75 درجة فهرنهايت وتتمتع بونا بمقاومة جيدة للدموع وضوء الشمس والأوزون، وتتميز بمقاومة جيدة للتآكل وخصائص جيدة للانفصال عند استخدامها عند ملامستها للمعادن، وعند استخدامه كختم على مكبس هيدروليكي، فإنه لن يلتصق بجدار الأسطوانة ويستخدم بونا لخرطوم النفط والبنزين وبطانات الخزان والحشيات والأختام.
كما أن النيوبرين له خصائص أفضل في درجات الحرارة المنخفضة، حيث إنه يمتلك مقاومة استثنائية للأوزون وأشعة الشمس والحرارة والشيخوخة، النيوبرين يشبه المطاط، ومع ذلك فإن النيوبرين أقل شبهاً بالمطاط في بعض خصائصه من البيوتيل أو بونا، الخصائص الفيزيائية للنيوبرين، مثل قوة الشد والاستطالة لا تساوي المطاط الطبيعي، ولكن لها تشابه واضح وتكون مقاومة التمزق ومقاومة التآكل أقل قليلاً من مقاومة المطاط الطبيعي، على الرغم من اكتمال استرداده من التشوه، إلا أنه ليس بالسرعة التي يتمتع بها المطاط الطبيعي.
النيوبرين لديه مقاومة فائقة للزيت، على الرغم من أنها مادة جيدة للاستخدام في أنظمة البنزين غير العطرية، إلا أنها تتمتع بمقاومة ضعيفة للجازولين العطري، ويستخدم النيوبرين بشكل أساسي في مانعات التسرب الجوية وقنوات النوافذ، ومنصات الصدمات والخرطوم المقاوم للزيت وأغشية المكربن، كما يوصى باستخدامه مع زيوت تشحيم الفريون وسيليكات الإستر.
الهياكل المغلفة
يمكن تصنيع المواد المركبة مع أو بدون لب داخلي من المواد، حيث أن الهيكل الرقائقي ذو المركز الأساسي له هيكل والبناء الرقائقي قوي وصلب، لكنه ثقيل والصفيحة متساوية في القوة ووزنها أقل بكثير، يكون الوزن الخفيف مهم جدًا لمنتجات الطيران، ويمكن صنع لب الصفيحة من أي شيء تقريبًا، حيث يعتمد القرار عادةً على طرق الاستخدام والقوة والتصنيع التي سيتم استخدامها.
تشمل الأنواع المختلفة من النوى للتركيبات المصفحة الرغوة الصلبة أو الخشب أو المعدن أو تفضيل الفضاء لقرص العسل المصنوع من الورق أو نومكس أو الكربون أو الألياف الزجاجية أو المعدن، ومن المهم جدًا اتباع الأساليب المناسبة لبناء أو إصلاح الهياكل المصفحة لضمان عدم المساس بالقوة، كما يتم تصنيع مجموعة السندويتش عن طريق أخذ صفح عالي الكثافة أو وجه صلب ولوح خلفي ووضع قلب في المنتصف، أيضًا يتم تحديد اختيار المواد للوجه واللوح الخلفي من قبل مهندس التصميم اعتمادًا على التطبيق المقصود للجزء ومن المهم اتباع تعليمات دليل الصيانة الخاصة بالمصنعين فيما يتعلق بإجراءات الاختبار والإصلاح لأنها تنطبق على طائرة معينة.
