Árið 1860 fann Joseph Swan upp frumgerð glóperu, hálftómarúms kolefnisvírlampa. Til að lýsa upp dimma nóttina, sem ljósgjafa rafmagnsljóssins, voru kolefnisþræðir notaðir.
Kolefnisþráðurinn sem kom fyrst fram var ekki áberandi, hann var úr náttúrulegum trefjum með lítinn styrk, gæði þráðanna voru léleg, brotnuðu auðveldlega í notkun og endingartími þeirra var langt frá því að vera fullkominn og var fljótt skipt út fyrir wolframþráð. Fyrir vikið eru rannsóknir á kolefnisþráðum komnar í dvala.
Á sjötta áratugnum jókst eftirspurn eftir efnum sem þoldu háan hita, tæringu og voru mjög sterk í geimferðaiðnaðinum og menn sneru aftur vonum sínum að karbíðum. Eftir röð rannsókna fannst að lokum efnið með bræðslumark upp á 3.600 ℃ og fékk það opinberlega nafnið „koltrefjar“.
Bestu eiginleikar kolefnisþráða eru léttur, mikill styrkur, mikill sértækur styrkur og sértækur stuðull, eðlisþyngd þeirra er minni en 1/4 af stáli, togstyrkur þeirra er um 10 sinnum meiri en járns, teygjustuðullinn er um 7 sinnum meiri en járns. Að auki hefur kolefnisþráður ýmsa framúrskarandi eiginleika, svo sem þreytuþol, ryðleysi, efnafræðilegan stöðugleika og góðan hitastöðugleika.
Í flugvélaiðnaði er kolefnisþráður aðallega blandaður saman við plastefni, málm, keramik og önnur undirlög í formi styrktra undirlags, og þessi samsetning kallast kolefnisþráðastyrkt samsett efni (CFRP). Það virkar vel hvað varðar þyngdarlækkun og skilvirkni, dregur úr hávaða og losun, bætir efnisstyrk og eldsneytisnýtingu.
Samsett efni eru einnig smám saman að fara að nota í háhitahluta flugvéla, eins og GEnx breytilega yfirflæðislokann (VBV) sem er úr koltrefjastyrktum tvöföldum malínamíði (BMI), og vegur aðeins 3,6 kg á hvern legg. Blandaðflæðisstúturinn (MFN) á rússnesku SaM146 vélinni notar einnig koltrefjastyrkta BMI hluta, sem eru um 20 kílóum léttari en málmurinn.
Í framtíðinni, með frekari aukningu á styrk og seiglu koltrefjasamsetninga, mun notkun koltrefjasamsetninga í flugvélum verða vinsælli: auka CFRTP við varmakrimpunarferli plastmyndunar, auka kolefnisferlið til að mynda CFRC kolefni/kolefnissamsetningar, auka myndun CFRM málmferlis, auka myndun CFRR gúmmíferlis ...... Í báðum áttum verða koltrefjasamsetningar nauðsynlegt efni fyrir framtíðar afkastamiklar flugvélar.
Birtingartími: 9. apríl 2019