V roku 1860 Joseph Swan vynašiel prototyp žiaroviek, polovákuovú uhlíkovú drôtenú lampu. Na osvetlenie tmavej noci sa ako svetelné teleso elektrického svetla použili uhlíkové vlákna.
Prvé uhlíkové vlákno nebolo viditeľné, bolo vyrobené z prírodných vlákien s nízkou štrukturálnou pevnosťou, kvalita vlákien z nich bola nízka, pri používaní sa ľahko lámala a ich trvanlivosť nebola ani zďaleka ideálna, a preto bolo rýchlo nahradené volfrámovým vláknom. V dôsledku toho výskum uhlíkových vlákien vstúpil do obdobia pokoja.
V 50. rokoch 20. storočia sa v leteckom a kozmickom priemysle zvýšil dopyt po materiáloch odolných voči vysokým teplotám, korózii a vysokej pevnosti a ľudia opäť vkladali svoje nádeje do karbidov. Po sérii štúdií bol nakoniec nájdený materiál s bodom topenia 3 600 ℃, ktorý dostal oficiálne meno „uhlíkové vlákno“.
Najlepšie vlastnosti uhlíkových vlákien sú nízka hmotnosť, vysoká pevnosť, vysoká špecifická pevnosť a špecifický modul pružnosti. Ich hustota je menšia ako 1/4 hustoty ocele, ich pomer pevnosti v ťahu je približne 10-krát vyšší ako u železa a ich modul pružnosti v roztiahnutí je približne 7-krát vyšší ako u železa. Okrem toho majú uhlíkové vlákna rôzne vynikajúce vlastnosti, ako je odolnosť voči únave, nehrdzaveniu, chemická stabilita a dobrá tepelná stabilita.
V oblasti leteckých motorov sa uhlíkové vlákna kombinujú hlavne so živicou, kovom, keramikou a inými substrátmi vo forme vystuženého základu a táto kombinácia sa nazýva kompozity vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP). Funguje dobre z hľadiska zníženia hmotnosti a účinnosti, zníženia hluku a emisií, zlepšenia pevnosti materiálu a úspory paliva.
Kompozity sa postupne používajú aj vo vysokoteplotných komponentoch leteckých motorov, ako je napríklad katéter s variabilným prepadovým ventilom (VBV) GEnx, vyrobený z dvojitého maleínového amidu (BMI) vystuženého uhlíkovými vláknami, s hmotnosťou iba 3,6 kg na katéter. Tryska so zmiešaným prietokom (MFN) na ruskom motore SaM146 tiež používa diely BMI vystužené uhlíkovými vláknami, ktoré sú približne o 20 kilogramov ľahšie ako kov.
V budúcnosti, s ďalším zvyšovaním pevnosti a húževnatosti kompozitov z uhlíkových vlákien, bude ich aplikácia v leteckých motoroch populárna: zlepší sa CFRTP tepelným zmršťovaním, zlepší sa uhlíkový proces na vytvorenie kompozitov CFRC uhlík/uhlík, zlepší sa proces tvorby kovu CFRM, zlepší sa proces tvorby gumy CFRR. ... V oboch smeroch budú kompozity z uhlíkových vlákien nevyhnutným materiálom pre budúce vysokovýkonné letecké motory.
Čas uverejnenia: 9. apríla 2019