Năm 1860, Joseph Swan đã phát minh ra nguyên mẫu của đèn sợi đốt, đèn dây carbon bán chân không. Để thắp sáng màn đêm, sợi carbon đã ra đời như một vật phát sáng của đèn điện.
Sợi carbon ban đầu không dễ nhận biết, được làm từ sợi tự nhiên, độ bền kết cấu kém, chất lượng sợi carbon kém, dễ gãy khi sử dụng, độ bền không lý tưởng, và nhanh chóng bị thay thế bằng sợi vonfram. Kết quả là, nghiên cứu về sợi carbon đã bước vào giai đoạn trì trệ.
Vào những năm 1950, nhu cầu về vật liệu chịu nhiệt, chống ăn mòn và độ bền cao trong ngành hàng không vũ trụ tăng lên, và mọi người lại hướng hy vọng vào carbide. Sau một loạt nghiên cứu, vật liệu có nhiệt độ nóng chảy 3.600℃ cuối cùng đã được tìm thấy và chính thức được đặt tên là "Sợi Carbon".
Sợi carbon có những đặc tính nổi bật như nhẹ, độ bền cao, cường độ riêng và mô đun riêng lớn, tỷ trọng nhỏ hơn 1/4 thép, độ bền kéo gấp khoảng 10 lần sắt, độ giãn dài gấp khoảng 7 lần sắt. Ngoài ra, sợi carbon còn có nhiều đặc tính ưu việt 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 cố sợi carbon (CFRP), có tác dụng tốt trong việc 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 bộ phận chịu 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 cường maleic amid kép (BMI), với trọng lượng chỉ 3,6 kg mỗi ống. Vòi phun dòng chảy hỗn hợp (MFN) trên động cơ SaM146 của Nga cũng sử dụng các bộ phận BMI gia cường 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