Leta 1860 je Joseph Swan izumil prototip žarnic z žarilno nitko, pol-vakuumsko žarnico z ogljikovimi vlakni. Za osvetlitev temne noči so kot svetleče telo električne luči uporabili ogljikova vlakna.
Zgodnja ogljikova vlakna niso bila opazna, saj so bila narejena iz naravnih vlaken z majhno strukturno trdnostjo, kakovost filamentov, izdelanih iz njih, je bila slaba, med uporabo so se zlahka zlomila, njihova vzdržljivost pa še zdaleč ni bila idealna, zato so jih hitro nadomestili volframovi filamenti. Posledično so raziskave ogljikovih vlaken vstopile v obdobje mirovanja.
V petdesetih letih prejšnjega stoletja se je v letalskem sektorju povečalo povpraševanje po visokotemperaturnih, korozijsko odpornih in visokotrdnostnih materialih, ljudje pa so ponovno usmerili upanje v karbide. Po vrsti študij je bil končno odkrit material s tališčem 3600 ℃ in uradno poimenovan "ogljikova vlakna".
Najboljše lastnosti ogljikovih vlaken so lahka teža, visoka trdnost, visoka specifična trdnost in specifični modul, njihova gostota je manjša od 1/4 gostote jekla, natezno razmerje trdnosti je približno 10-krat večje od železnega, raztezni elastični modul pa je približno 7-krat večji od železnega. Poleg tega imajo ogljikova vlakna številne odlične lastnosti, kot so odpornost proti utrujenosti, odpornost proti rjavenju, kemična stabilnost in dobra toplotna stabilnost.
Na področju letalskih motorjev se ogljikova vlakna v glavnem kombinirajo s smolo, kovino, keramiko in drugimi substrati v obliki ojačane osnove, ta kombinacija pa se imenuje kompoziti, ojačani z ogljikovimi vlakni (CFRP), ki se dobro obnesejo pri zmanjševanju teže in učinkovitosti, zmanjševanju hrupa in emisij, izboljševanju trdnosti materiala in ekonomičnosti porabe goriva.
Kompoziti se postopoma uporabljajo tudi v visokotemperaturnih komponentah letalskih motorjev, kot je kateter s spremenljivim prelivnim ventilom (VBV) GEnx, izdelan iz dvojnega maleinskega amida (BMI), ojačanega z ogljikovimi vlakni, s težo le 3,6 kg na kateter. Tudi šoba z mešanim tokom (MFN) na ruskem motorju SaM146 uporablja dele BMI, ojačane z ogljikovimi vlakni, ki so približno 20 kilogramov lažji od kovine.
V prihodnosti bo z nadaljnjim izboljšanjem trdnosti in žilavosti kompozitov iz ogljikovih vlaken priljubljena uporaba kompozitov iz ogljikovih vlaken v letalskih motorjih: izboljšanje CFRTP procesa termičnega krčenja, izboljšanje procesa tvorbe ogljika za tvorbo kompozitov CFRC ogljik/ogljik, izboljšanje procesa tvorbe kovine CFRM, izboljšanje procesa tvorbe gume CFRR ... V obeh smereh bodo kompoziti iz ogljikovih vlaken bistveni material za prihodnje visokozmogljive letalske motorje.
Čas objave: 9. april 2019