تُعد ألياف الكوارتز مادة استراتيجية رئيسية في مجال تصنيع الطيران والفضاء.

من المتوقع أن يؤدي التطور السريع الحالي للاقتصاد في المناطق المنخفضة الارتفاع إلى زيادة الطلب القوي على الصوف الكوارتزي.

يتميز بمقاومة عالية للحرارة، ومقاومة للتآكل، وخصائص ممتازة في نقل الموجات والعزل الكهربائي.

يُستخدم على نطاق واسع في تقوية الهياكل الحيوية للطائرات لتحقيق نقل الموجات

والعزل الحراري، مما يجعله مادة مفضلة للمكونات الهيكلية الشفافة للأمواج في المركبات الفضائية.

تُستخدم المواد في هياكل الحماية الحرارية السلبية وشبه النشطة، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في صناعة بلاط العزل الحراري الخزفي وأقمشة العزل الحراري المرنة لتوفير الحماية الحرارية الحرجة في بيئات الطيران القاسية.

نظرة عامة على صناعة مواد ألياف الكوارتز

هذا عبارة عن ألياف غير عضوية وغير معدنية، مصنوعة من ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء أو الكوارتز الطبيعي من خلال عملية خاصة.

تختلف عملية تصنيعها عن الألياف الأخرى، حيث تستخدم عادةً طريقة الصهر والسحب بدرجة حرارة عالية لإنتاج خيوط من الكوارتز الطبيعي.

هذه الخيوط، المستخلصة من السيليكا عالية النقاء أو بلورات الكوارتز الطبيعية بعد صهرها في درجات حرارة عالية، ويمكن معالجتها بشكل أكبر إلى أشكال مختلفة مثل خيوط الكوارتز، ولباد الكوارتز، وخيوط الكوارتز المقطعة.

في بيئات التشغيل عالية التردد والتي تقل درجة حرارتها عن 700 درجة مئوية، تحافظ ألياف الكوارتز على ثابت عزل كهربائي منخفض للغاية وفقد منخفض للغاية، مما يجعلها مادة مثالية للمكونات الفضائية الحيوية.

يمكن استخدامه ليس فقط كعامل تقوية في المواد المقاومة للتآكل في درجات الحرارة العالية لتصنيع مكونات الطائرات المهمة مثل الزعانف الذيلية والدعامات والفوهات وأنابيب العادم، ولكن أيضاً في المواد المقاومة للتآكل لمركبات العودة إلى الغلاف الجوي وعزل الدفع.

تطبيقات في مجال الطيران والفضاء:

نظراً لخصائصها الممتازة في نقل الموجات والعزل الحراري، تلعب ألياف الكوارتز دوراً مهماً في قباب رادار البحث عن الصواريخ وأنظمة الدروع الحرارية.

علاوة على ذلك، تُستخدم منتجات مثل الصوف الكوارتزي ولباد الكوارتز على نطاق واسع في أفران أشباه الموصلات ذات درجات الحرارة العالية وأفران تقوية زجاج السيارات.

عند دمج ألياف السيليكا مع مادة ما قبل التشريب، يمكن معالجتها لإنتاج مواد مركبة معززة عالية الأداء.

نظرة عامة على سلسلة صناعة ألياف الكوارتز:

تشمل المواد الخام الرئيسية المستخدمة في المراحل الأولية رمال الكوارتز عالية النقاء ومنتجات الجرافيت؛

تؤثر أسعار هذه المواد الخام بشكل مباشر على هيكل تكلفة الصناعة بأكملها.

المنتجات النهائية هي في الأساس مواد مركبة مقواة بألياف الكوارتز، وتستخدم في مجالات الاستخدام النهائي المذكورة أعلاه.

تتضمن عملية تحضير ألياف الكوارتز معالجة المعادن وطحنها وتنقية البلورات الطبيعية لتشكيل مسحوق الكوارتز.

ثم تتم معالجة مسحوق الكوارتز وتحويله إلى قضبان كوارتز منصهرة، والتي يتم صهرها بعد ذلك لإنتاج خيوط ألياف الكوارتز وصوف الكوارتز.

من خلال عمليات النسيج المحسّنة، يتم نسج خيوط ألياف السيليكا في أكثر من عشرة أنواع من منتجات ألياف زجاج الكوارتز، بما في ذلك خيوط الكوارتز، وأقمشة الكوارتز، وأكمام الكوارتز.