1860. aastal leiutas Joseph Swan hõõglampide prototüübi, poolvaakum-süsiniktraadist lambi. Pimeda öö valgustamiseks, elektrilambi helendava kehana, tekkis süsinikkiud.
Varajane süsinikkiud ei olnud märgatav, see oli valmistatud looduslikest kiududest, millel oli väike konstruktsiooniline tugevus, sellest valmistatud hõõgniidi kvaliteet oli halb, see purunes kasutamisel kergesti ja selle vastupidavus polnud kaugeltki ideaalne ning see asendati kiiresti volframniidiga. Selle tulemusel on süsinikkiu uurimine jõudnud uinunud perioodi.
1950. aastatel suurenes lennundussektoris nõudlus kõrge temperatuuri, korrosioonikindlate ja ülitugevate materjalide järele ning inimesed pöörasid taas lootuse karbiididele. Pärast mitmeid uuringuid leiti lõpuks materjal, mille sulamistemperatuur oli 3600 ℃, ja see nimetati ametlikult "süsinikkiuks".
Süsinikkiu parimad omadused on kerge kaal, kõrge tugevus, kõrge eritugevus ja erimoodul, selle tihedus on alla 1/4 terase tihedusest, tõmbetugevus on umbes 10 korda suurem kui raual ja venivusmoodul on umbes 7 korda suurem kui raual. Lisaks on süsinikkiul mitmeid suurepäraseid omadusi, nagu väsimusevastane, roostevaba, keemiline stabiilsus ja hea termiline stabiilsus.
Lennukimootorite valdkonnas kombineeritakse süsinikkiudu peamiselt vaigu, metalli, keraamika ja muude alusmaterjalidega tugevdatud aluse kujul ning seda kombinatsiooni nimetatakse süsinikkiuga tugevdatud komposiitideks (CFRP). See toimib hästi kaalu vähendamise ja tõhususe, müra ja heitkoguste vähendamise, materjali tugevuse ja kütusekulu parandamise osas.
Komposiite kasutatakse järk-järgult ka lennukimootorite kõrge temperatuuriga komponentides, näiteks GEnx muudetava ülevooluklapiga (VBV) kateetris, mis on valmistatud süsinikkiuga tugevdatud kahekordsest maleiinhappe amiidist (BMI) ja mille kaal on vaid 3,6 kg kateetri kohta. Vene SaM146 mootori segavooluotsikus (MFN) kasutatakse samuti süsinikkiuga tugevdatud BMI osi, mis on metallist umbes 20 kilogrammi kergemad.
Tulevikus, tänu süsinikkiudkomposiitide tugevuse ja sitkuse edasisele suurendamisele, muutub süsinikkiudkomposiitide kasutamine lennukimootorites populaarseks: see parandab CFRTP-d termilise kokkutõmbumise plastprotsessi moodustumisel, täiustab süsinikprotsessi CFRC süsinik/süsinikkomposiitide moodustamiseks, täiustab CFRM metallprotsessi moodustumist, täiustab CFRR kummiprotsessi moodustumist ...... Mõlemal juhul on süsinikkiudkomposiidid tulevaste suure jõudlusega lennukimootorite jaoks olulised materjalid.
Postituse aeg: 09.04.2019