Em 1860, Joseph Swan inventou o protótipo de lâmpada incandescente, a lâmpada de fio de carbono de semivácuo. Para iluminar a noite escura, a fibra de carbono foi usada como corpo luminoso da luz elétrica.
A fibra de carbono inicial não era perceptível, era feita de fibras naturais, com pouca resistência estrutural, a qualidade do filamento era ruim, quebrava facilmente com o uso e sua durabilidade estava longe do ideal, sendo rapidamente substituída por um filamento de tungstênio. Como resultado, a pesquisa em fibra de carbono entrou em um período de dormência.
Na década de 1950, a demanda por materiais de alta temperatura, resistentes à corrosão e de alta resistência no setor aeroespacial aumentou, e as pessoas voltaram suas esperanças para os carbonetos. Após uma série de estudos, o material com ponto de fusão de 3.600 ℃ foi finalmente encontrado e oficialmente denominado "Fibra de Carbono".
As melhores propriedades da fibra de carbono são leveza, alta resistência, alta resistência específica e módulo específico. Sua densidade é inferior a 1/4 da do aço, sua resistência à tração é cerca de 10 vezes maior que a do ferro e seu módulo de elasticidade é cerca de 7 vezes maior que o do ferro. Além disso, a fibra de carbono possui uma variedade de excelentes características, como resistência à fadiga, resistência à ferrugem, estabilidade química e boa estabilidade térmica.
No campo de motores aeronáuticos, a fibra de carbono é combinada principalmente com resina, metal, cerâmica e outros substratos na forma de base reforçada, e a combinação é chamada de compósitos reforçados com fibra de carbono (CFRP), que funciona bem em termos de redução de peso e eficiência, reduzindo ruído e emissões, melhorando a resistência do material e a economia de combustível.
Compósitos também estão sendo gradualmente utilizados em componentes de alta temperatura de motores aeronáuticos, como o cateter da válvula de alívio variável (VBV) GEnx, feito de amida maleica dupla (BMI) reforçada com fibra de carbono, com um peso de apenas 3,6 kg por cateter. O bico de fluxo misto (MFN) do motor russo SaM146 também utiliza peças de BMI reforçadas com fibra de carbono, que são cerca de 20 kg mais leves que o metal.
No futuro, com o aumento da resistência e tenacidade dos compósitos de fibra de carbono, a aplicação de compósitos de fibra de carbono em motores aeronáuticos será popular: melhorar o CFRTP do processo de formação de plástico por encolhimento térmico, melhorar o processo de carbono para formar compósitos de carbono/carbono CFRC, melhorar a formação do processo de metal CFRM, melhorar o processo de formação de borracha CFRR... Em qualquer direção, os compósitos de fibra de carbono serão materiais essenciais para futuros motores aeronáuticos de alto desempenho.
Horário da postagem: 09/04/2019