In 1860 het Joseph Swan die prototipe van gloeilampe, die semi-vakuum koolstofdraadlamp, uitgevind. Om die donker nag te verlig, het koolstofvesel as die liggewende liggaam van die elektriese lig ontstaan.
Die vroeë koolstofvesel was nie opvallend nie, dit was gemaak van natuurlike vesels, met min strukturele sterkte, die kwaliteit van die filament daarvan was swak, het maklik gebreek in gebruik, en die duursaamheid daarvan was ver van ideaal, en is vinnig vervang deur 'n wolframfilament. Gevolglik het koolstofveselnavorsing 'n dormante tydperk betree.
In die 1950's het die vraag na hoëtemperatuur-, korrosiebestande en hoësterkte-materiale in die lugvaartsektor toegeneem, en mense het weer hul hoop op karbiede gevestig. Na 'n reeks studies is die materiaal met 'n smeltpunt van 3 600 ℃ uiteindelik gevind en amptelik "Koolstofvesel" genoem.
Die beste eienskappe van koolstofvesel is liggewig, hoë sterkte, hoë spesifieke sterkte en spesifieke modulus, die digtheid daarvan is minder as 1/4 van staal, die treksterkte is ongeveer 10 keer dié van yster, en die rek-elastiese modulus is ongeveer 7 keer dié van yster. Daarbenewens het koolstofvesel 'n verskeidenheid uitstekende eienskappe, soos nie-moegheid, nie-roes, chemiese stabiliteit en goeie termiese stabiliteit.
In die veld van lugvaart-enjins word koolstofvesel hoofsaaklik gekombineer met hars, metaal, keramiek en ander substrate in die vorm van 'n versterkte basis, en die kombinasie word koolstofveselversterkte komposiete (CFRP) genoem. Dit werk goed in terme van gewigsvermindering en doeltreffendheid, die vermindering van geraas en emissies, die verbetering van materiaalsterkte en brandstofverbruik.
Komposiete word ook geleidelik gebruik in hoëtemperatuurkomponente van lugvaartmotors, soos die GEnx-veranderlike oorloopklep (VBV)-kateter, gemaak van koolstofveselversterkte dubbelmaleïenamied (BMI), met 'n gewig van slegs 3,6 kg per kateter. Die gemengde-vloei-spuitstuk (MFN) op die Russiese SaM146-enjin gebruik ook koolstofveselversterkte BMI-onderdele, wat ongeveer 20 kilogram ligter is as die metaal.
In die toekoms, met die verdere verbetering van die sterkte en taaiheid van koolstofveselkomposiete, sal die toepassing van koolstofveselkomposiete in lugvaart-enjins gewild wees: verbeter die CFRTP van termiese krimpplastiekprosesvorming, verbeter die koolstofproses om CFRC koolstof/koolstofkomposiete te vorm, verbeter die vorming van CFRM-metaalproses, verbeter die vorming van rubberproses CFRR ...... In beide rigtings sal koolstofveselkomposiete noodsaaklike materiaal wees vir toekomstige hoëprestasie-lugvaart-enjins.
Plasingstyd: 9 April 2019