1860-ban Joseph Swan feltalálta az izzólámpák prototípusát, a félvákuumú szénszálas lámpát. Az éjszakai sötét világításhoz, mint az elektromos lámpa világító testéhez, szénszálat használtak.
A korai szénszál nem volt feltűnő, természetes szálakból készült, csekély szerkezeti szilárdsággal, a belőle készült izzószálak minősége gyenge volt, használat közben könnyen törött, tartóssága pedig messze nem volt ideális, ezért gyorsan felváltotta a volfrámszál. Ennek eredményeként a szénszálas kutatások nyugalmi időszakba léptek.
Az 1950-es években a repülőgépiparban megnőtt a magas hőmérsékletű, korrózióálló és nagy szilárdságú anyagok iránti kereslet, és az emberek ismét a keményfémek felé fordultak. Egy sor tanulmány után végül megtalálták a 3600 ℃ olvadáspontú anyagot, és hivatalosan "szénszálnak" nevezték el.
A szénszál legjobb tulajdonságai közé tartozik a könnyű súly, a nagy szilárdság, a nagy fajlagos szilárdság és a fajlagos modulus, sűrűsége kevesebb, mint az acél 1/4-e, szakítószilárdsága körülbelül tízszerese a vasnak, rugalmassági modulusa pedig körülbelül hétszerese a vasnak. Ezenkívül a szénszál számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a kifáradásmentesség, a rozsdaállóság, a kémiai stabilitás és a jó hőstabilitás.
A repülőgép-hajtóművek területén a szénszálat főként gyantával, fémmel, kerámiával és más hordozókkal kombinálják megerősített alap formájában, és ezt a kombinációt szénszállal erősített kompozitoknak (CFRP) nevezik, amelyek jól működnek a súlycsökkentés és a hatékonyság, a zaj és a kibocsátás csökkentése, az anyag szilárdságának javítása és az üzemanyag-fogyasztás szempontjából.
A kompozitokat fokozatosan alkalmazzák repülőgép-hajtóművek magas hőmérsékletű alkatrészeiben is, mint például a GEnx változtatható túlfolyószelepes (VBV) katéter, amely szénszállal erősített kettős maleinsav-amidból (BMI) készül, katéterenként mindössze 3,6 kg súlyú. Az orosz SaM146 motor vegyes áramlású fúvókája (MFN) szintén szénszállal erősített BMI alkatrészeket használ, amelyek körülbelül 20 kilogrammal könnyebbek a fémnél.
A jövőben, a szénszálas kompozitok szilárdságának és szívósságának további növekedésével, a szénszálas kompozitok repülőgép-hajtóművekben való alkalmazása népszerűvé válik: javítja a CFRTP-t a hőzsugorodás okozta képlékenyedési folyamatban, javítja a CFRC szén/szén kompozitok előállítását, javítja a CFRM fémképződést, javítja a CFRR gumiképződést ...... Mindkét irányban a szénszálas kompozitok alapvető anyaggá válnak a jövő nagy teljesítményű repülőgép-hajtóművei számára.
Közzététel ideje: 2019. április 9.