I 1860 opfandt Joseph Swan prototypen på glødelamper, halvvakuum-kultrådslampen. For at oplyse den mørke nat, som det lysende legeme i elektrisk lys, opstod kulfiber.
Den tidlige kulfiber var ikke synlig, den var lavet af naturlige fibre med ringe strukturel styrke, kvaliteten af filamenterne var dårlig, knækkede let under brug, og dens holdbarhed var langt fra ideel, og den blev hurtigt erstattet af wolframfilament. Som følge heraf er kulfiberforskningen gået ind i en dvaleperiode.
I 1950'erne steg efterspørgslen efter højtemperatur-, korrosionsbestandige og højstyrkematerialer i luftfartssektoren, og folk vendte igen deres håb mod karbider. Efter en række undersøgelser blev materialet med et smeltepunkt på 3.600 ℃ endelig fundet og officielt navngivet "kulfiber".
Kulfibers bedste egenskaber er letvægt, høj styrke, høj specifik styrke og specifikt modul. Dens densitet er mindre end 1/4 af stål, dens trækstyrke er ca. 10 gange så stor som jern, og dens elasticitetsmodul er ca. 7 gange så stor som jerns. Derudover har kulfiber en række fremragende egenskaber, såsom ikke-træthed, rustfrihed, kemisk stabilitet og god termisk stabilitet.
Inden for flymotorer kombineres kulfiber primært med harpiks, metal, keramik og andre substrater i form af en forstærket base, og kombinationen kaldes kulfiberforstærkede kompositter (CFRP). Det fungerer godt med hensyn til vægtreduktion og effektivitet, reducerer støj og emissioner, forbedrer materialestyrken og brændstoføkonomien.
Kompositmaterialer bliver også gradvist brugt i højtemperaturkomponenter i flymotorer, såsom GEnx-kateteret med variabel overløbsventil (VBV), der er lavet af kulfiberforstærket dobbelt maleinsyreamid (BMI) med en vægt på kun 3,6 kg pr. kateter. Blandet-flow-dysen (MFN) på den russiske SaM146-motor bruger også kulfiberforstærkede BMI-dele, som er omkring 20 kilogram lettere end metallet.
I fremtiden, med den yderligere forbedring af styrken og sejheden af kulfiberkompositter, vil anvendelsen af kulfiberkompositter i flymotorer blive populær: forbedring af CFRTP i termisk krympningsplastdannelsesprocessen, forbedring af kulstofprocessen til dannelse af CFRC kulstof/kulstofkompositter, forbedring af dannelsen af CFRM-metalprocessen, forbedring af dannelsen af gummiprocessen CFRR ...... I begge retninger vil kulfiberkompositter være et vigtigt materiale til fremtidige højtydende flymotorer.
Opslagstidspunkt: 9. april 2019