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軍工國防

尋常的推進(jìn)劑、燒蝕、高重力和振動應(yīng)力、溫度、天氣和極端環(huán)境、EMI/RFI和輻射暴露以及精密公差要求都是高性能塑料材料在軍事和國防應(yīng)用中的因素。 Polywel的超高性能聚合物已經(jīng)建立了令人印象深刻的記錄，數(shù)十年來在為這些挑戰(zhàn)提供解決方案方面取得了成功。


Polywel在武器系統(tǒng)中的超高性能聚合物

極端條件下的精確度和完美可靠的性能對于便攜式導(dǎo)彈發(fā)射器等先進(jìn)武器至關(guān)重要。重量輕也是移動人員攜帶和發(fā)射武器的一個因素。復(fù)雜的瞄準(zhǔn)和制導(dǎo)系統(tǒng)中的組件必須在廣泛不同的環(huán)境條件下保持尺寸穩(wěn)定，并能承受粗暴的操作、腐蝕性的推進(jìn)劑、發(fā)射溫度和高速。固有的阻燃性通常是此類軍用設(shè)備中使用的組件的材料規(guī)格列表中的必要條件。


十幾年來，PolywelPlastics 的超高性能聚合物一直在為這些工程挑戰(zhàn)提供解決方案，通常是通過提供優(yōu)于金屬的顯著優(yōu)勢。 Polywel以可加工形狀和機(jī)加工和注塑成型部件的形式提供的多種不同等級的Torlon PAI、Victrex 和 Solvay KetaSpire? PEEK、Ryton R-4 PPS 和 Ultem PEI 的獨(dú)特性能提供了一系列材料和生產(chǎn)選擇. 這為工程師提供了將他們正在設(shè)計的武器部件的要求與最佳材料和零件制造方法相匹配的機(jī)會，從而產(chǎn)生最有效的性能和成本組合。


與金屬相比，這些超高性能聚合物可抵抗大量化學(xué)品、潤滑劑和推進(jìn)劑的腐蝕。它們還可以承受過多水分的影響，并在極端濕度和溫度下保持尺寸穩(wěn)定性?？紤]到長時間暴露于各種天氣條件的可能性，所有這些好處都是必不可少的。因為它們比金屬輕得多，所以它們還提高了武器的便攜性并促進(jìn)了從一個位置到另一個位置的快速部署——這是該領(lǐng)域的常規(guī)要求。


碳纖維和玻璃纖維增強(qiáng)的Torlon PAI 和 PEEK 等級具有極高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。 與金屬相比，它們具有低的線性熱膨脹率系數(shù)，它們在溫度譜的兩個極端條件下都能為精密部件提供尺寸穩(wěn)定性。 它們還保持其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度接近重復(fù)武器射擊所產(chǎn)生的高溫峰值水平。 這種高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的結(jié)合一直是他們選擇需要精確尺寸公差以引導(dǎo)和確保便攜式導(dǎo)彈發(fā)射器精度的組件的關(guān)鍵因素。


天線罩、點火杯、翅片、機(jī)翼和電纜支架是這些高性能聚合物在從便攜式和固定平臺以及其他制導(dǎo)武器部署的導(dǎo)彈中的應(yīng)用之一。復(fù)雜的武器系統(tǒng)利用PolywelPlastics 的 Torlon PAI、PEEK、 Ryton R-4 PPS和其他高性能聚合物在廣泛不同和惡劣的操作條件下實現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 這些由 Polywel提供的可加工坯料形狀和零件的聚合物材料已證明它們能夠滿足先進(jìn)武器和武器系統(tǒng)的需求，并具有超過20 年的成功性能。


Polywel高性能聚合物中的軍用飛機(jī)應(yīng)用


Polywel的超高性能聚合物在為與工程復(fù)雜軍用飛機(jī)部件相關(guān)的挑戰(zhàn)提供解決方案方面建立了良好的記錄。常規(guī)操作條件要求輕質(zhì)材料在接近噴氣發(fā)動機(jī)的高溫以及飛行中經(jīng)歷的快速和極端大氣溫度變化時保持剛性和尺寸穩(wěn)定。電子屏蔽以及電氣和熱隔離對于不折不扣的系統(tǒng)性能至關(guān)重要。飛行中的應(yīng)力和加速、減速和著陸力要求部件保持高水平的剛度和沖擊強(qiáng)度。導(dǎo)彈推進(jìn)劑和噴氣燃料對飛機(jī)部件中使用的材料提出了不折不扣的耐化學(xué)性要求。Torlon PAI 、Victrex 和 Solvay KetaSpire PEEK、Ryton R-4 PPS 和Ultem PEI的一系列配方加工和注塑成型的應(yīng)用已證明它們在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)方面的有效性。


在大多數(shù)情況下，從初始設(shè)計階段開始，組件就采用Polywel的Torlon PAI、PEEK、Ryton R-4 PPS 和 Ultem PEI 進(jìn)行設(shè)計。 然而，也有例外，這些超高性能聚合物為金屬部件遇到的不可預(yù)見的缺點提供了解決方案。


例如，F-16 噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的輔助油箱的燃油接頭最初由不銹鋼制成。 輔助坦克為噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)提供了一個重要的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，將其航程擴(kuò)大了 50%。 與原始儲罐一起使用的接液金屬接頭在發(fā)生雷擊時被認(rèn)為是不安全的。


工程師們沒有采取昂貴且不確定的方式來嘗試使金屬部件絕緣，而是接受了尋找可以直接替代金屬部件的材料的挑戰(zhàn)。 這種材料必須能夠抵抗暴露在噴氣燃料中的退化和脆化，能夠承受劇烈的振動而不發(fā)生故障，并且在后燃機(jī)飛行期間溫度偏離到400°F（200°C）時能夠保持其硬度和尺寸。


Polywel的開發(fā)團(tuán)隊與飛機(jī)的工程師合作，確定Torlon 4203L是具有最佳性能組合的材料，可以滿足他們的要求。 然后，他們指定 Polywel專有的無縫管?作為用于加工連接的材料形式。 由擠壓無縫管? 加工而成的 Torlon 4203L 零件表現(xiàn)出比注塑成型零件更低的固有應(yīng)力水平和更高的韌性和強(qiáng)度。


使用 Polywel的無縫管而不是實心棒生產(chǎn)連接件還可以最大限度地減少材料損失并顯著節(jié)省加工時間。從Polywel的加工操作生產(chǎn)的第一個連接開始，每個連接都通過了應(yīng)用所需的嚴(yán)格的650psi (45 bar) 壓力測試。


Polywel的機(jī)加工和模壓Torlon PAI、PEEK、Ultem PEI 和 Ryton R-4 PPS 的許多軍用飛機(jī)應(yīng)用與商用飛機(jī)中的應(yīng)用非常相似。 它們包括電連接器、接線端子和輕型外殼，其中這些聚合物的尺寸穩(wěn)定性、強(qiáng)度、屏蔽優(yōu)勢和電氣性能是關(guān)鍵因素。 襯套、軸承、滾子、齒輪、葉片和類似的運(yùn)動和滑動部件也由這些材料的軸承和耐磨等級生產(chǎn)，以在極端條件下實現(xiàn)可靠的長期性能。


Polywel在海軍艦艇部件中的超高性能聚合物

定義高性能聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹且豁椘D巨的挑戰(zhàn)，其中系統(tǒng)和組件的可靠性比核潛艇更重要。


可靠性和安全性至關(guān)重要。

核推進(jìn)運(yùn)行環(huán)境對附近使用的材料和組件提出了獨(dú)特的要求。確定每種應(yīng)用中遇到的輻射量如何影響聚合物的性能是材料選擇的關(guān)鍵因素。


在高輻射度的測試中，一些塑料材料的機(jī)械性能急劇下降。結(jié)果是強(qiáng)度和延展性的損失，這表明在應(yīng)力或沖擊載荷下失效的可能性很高。


在美國復(fù)合材料制造學(xué)習(xí)中心進(jìn)行和認(rèn)證的測試中，包括Torlon PAI、 PEEK和 Ultem PEI 在內(nèi)的各種熱塑性材料在 10 3到 10 9 rads 的暴露水平下進(jìn)行了測試。 只有少數(shù)材料在 10 6或更高的水平下表現(xiàn)出令人滿意的性能保持率。


高強(qiáng)度Torlon 5030 PAI是一種 30% 的玻璃增強(qiáng)聚合物，由 PolywelPlastics 擠出成型并加工成零件，成功地保持了所需的機(jī)械性能水平，以通過該機(jī)構(gòu)在 10 9 rads 下的測試——用于評估聚合物材料的最高水平. Victrex PEEK 是 Polywel的另一種高性能型材和零件聚合物，也以10 9 rads 通過。


30% 玻璃增強(qiáng)的 Ultem 2300 PEI由 Polywel提供，采用其獨(dú)特而高效的無縫管? 配置，在 10 8 rads 下表現(xiàn)出令人印象深刻的性能保留。


除了在類似應(yīng)用中具有可靠性能的歷史外，它在輻射暴露下的性能保持力促使美國海軍工程師在PolywelPlastics 的許多設(shè)計中指定 Torlon PAI 用于其核潛艇的球閥和管座。 憑借該材料對輻射影響的卓越抵抗力，Torlon PAI 提供并保持了為這些組件指定的高抗壓強(qiáng)度、韌性和耐磨性。


Polywel   Plastics 的開發(fā)團(tuán)隊還應(yīng)對了海軍提出的一種可用于尾管密封件的長壽命材料的挑戰(zhàn)。 解決方案：由 Torlon PAI 生產(chǎn)的 PolywelSeal Segments?。 今天，海軍不斷壯大的船隊依靠這些弧形密封部件來獲得高抗壓強(qiáng)度、韌性和長期耐磨性。


Polywel高性能聚合物產(chǎn)品在海軍艦艇中的其他應(yīng)用包括由高強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕的Ryton R-4 PPS 加工而成的電連接器和插座。 該材料提供了各種這些組件所需的出色的電氣和熱絕緣和隔離特性。 它的耐化學(xué)性也很顯著，PPS 材料沒有已知的溶劑。


軍用和國防部件中的Polywel高性能聚合物

由30% 碳纖維增強(qiáng) PEEK 加工而成的便攜式導(dǎo)彈尾翼重量輕、堅固耐用，有助于提高武器的便攜性、可靠性和準(zhǔn)確性。


與標(biāo)準(zhǔn)PEEK 等級相比，Solvay 的 KetaSpire XT920 GF30 PEEK 的介電特性、高強(qiáng)度和更高的耐溫性使天線罩受益。


天線支架由碳纖維填充PEEK 加工而成，具有出色的強(qiáng)度和導(dǎo)電性能。


電連接器依賴于Ryton R-4 PPS 的尺寸穩(wěn)定性以及隔離和絕緣特性。


由軸承和耐磨Torlon PAI 和 PEEK 等級加工而成的襯套和軸承在飛機(jī)和海軍艦艇中提供可靠的性能。


由Torlon 4203 無縫管? 加工而成的輔助油箱和空氣接頭擴(kuò)展了戰(zhàn)斗機(jī)的飛行范圍。

Torlon PAI 加工的球閥閥座在核潛艇和其他海軍艦艇中長期可靠地運(yùn)行。

由Polywel的Torlon PAI Seal Segments? 組成的艉管密封件服務(wù)于不斷增長的海軍艦艇艦隊。


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