Năm 1860, Joseph Swan đã phát minh ra nguyên mẫu của đèn sợi đốt, đèn dây carbon bán chân không. Để thắp sáng đêm tối, sợi carbon đã xuất hiện như một vật phát sáng của đèn điện.
Sợi carbon ban đầu không dễ nhận thấy, nó được làm từ sợi tự nhiên, có độ bền cấu trúc thấp, chất lượng sợi làm từ nó kém, dễ bị gãy khi sử dụng và độ bền của nó không lý tưởng, và nhanh chóng được thay thế bằng sợi vonfram. Do đó, nghiên cứu về sợi carbon đã bước vào giai đoạn ngủ đông.
Vào những năm 1950, nhu cầu về vật liệu chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và độ bền cao trong ngành hàng không vũ trụ tăng lên và mọi người lại hướng hy vọng của mình vào carbide. Sau một loạt các nghiên cứu, vật liệu có điểm nóng chảy là 3.600 ℃ cuối cùng đã được tìm thấy và được đặt tên chính thức là "Sợi carbon".
Tính chất tốt nhất của sợi carbon là nhẹ, độ bền cao, độ bền riêng cao và mô đun riêng, mật độ của nó nhỏ hơn 1/4 thép, độ bền tỷ lệ kéo của nó gấp khoảng 10 lần so với sắt, độ giãn dài hơn mô đun đàn hồi gấp khoảng 7 lần so với sắt. Ngoài ra, sợi carbon có nhiều đặc tính tuyệt vời, chẳng hạn như không mỏi, không gỉ, ổn định hóa học và ổn định nhiệt tốt.
Trong lĩnh vực động cơ máy bay, sợi carbon chủ yếu được kết hợp với nhựa, kim loại, gốm sứ và các chất nền khác dưới dạng đế gia cố, và sự kết hợp này được gọi là vật liệu composite gia cường sợi carbon (CFRP), có hiệu quả tốt về mặt giảm trọng lượng và hiệu quả, giảm tiếng ồn và khí thải, cải thiện độ bền vật liệu và khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Vật liệu composite cũng đang dần được sử dụng trong các thành phần nhiệt độ cao của động cơ máy bay, chẳng hạn như ống thông van tràn biến thiên (VBV) GEnx, được làm bằng sợi carbon gia cố bằng amit maleic kép (BMI), với trọng lượng chỉ 3,6 kg mỗi ống thông. Vòi phun dòng hỗn hợp (MFN) trên động cơ SaM146 của Nga cũng sử dụng các bộ phận BMI gia cố bằng sợi carbon, nhẹ hơn kim loại khoảng 20 kg.
Trong tương lai, với việc tăng cường hơn nữa độ bền và độ dẻo dai của vật liệu composite sợi carbon, ứng dụng của vật liệu composite sợi carbon trong động cơ máy bay sẽ trở nên phổ biến: tăng cường CFRTP của quá trình hình thành nhựa co ngót nhiệt, tăng cường quá trình carbon để hình thành vật liệu composite carbon/carbon CFRC, tăng cường quá trình hình thành kim loại CFRM, tăng cường quá trình hình thành cao su CFRR ...... Theo cả hai hướng, vật liệu composite sợi carbon sẽ là vật liệu thiết yếu cho động cơ máy bay hiệu suất cao trong tương lai.
Thời gian đăng: 09-04-2019