कंपनी की खबर कार्बन फाइबर के प्रमुख अनुप्रयोग और उद्योग में प्रगति

कल्पना कीजिए कि स्टील से अधिक मजबूत, एल्यूमीनियम से हल्का, अत्यधिक तापमान और संक्षारण के लिए प्रतिरोधी, और कठोर वातावरण में स्थिर सामग्री।यह कार्बन फाइबर है जो न केवल एयरोस्पेस बल्कि स्पोर्ट्स उपकरण में भी खेल बदलने वाली सामग्री है।यह व्यापक मार्गदर्शिका इसके उत्पादन, गुणों, वर्गीकरण और व्यापक अनुप्रयोगों की खोज करती है।

कार्बन फाइबरः परिभाषा और असाधारण गुण

कार्बन फाइबर में पतले तने होते हैं, जिनकी व्यास लगभग 5-10 माइक्रोमीटर होती है, जो मुख्य रूप से कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं। इसके अद्वितीय गुण इसे उद्योगों में अपरिहार्य बनाते हैंः

• उच्च शक्ति और कठोरता:यह भारी तनाव और दबाव का सामना करता है और विकृति का सामना करता है।
• हल्का वजनःइसका कम घनत्व इसे भार-संवेदनशील अनुप्रयोगों जैसे एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव डिजाइन के लिए आदर्श बनाता है।
• गर्मी प्रतिरोधःचरम तापमान पर भी संरचनात्मक अखंडता बनाए रखता है।
• संक्षारण प्रतिरोध:रासायनिक अपघटन के प्रति प्रतिरोधी, कठोर परिस्थितियों में दीर्घायु सुनिश्चित करता है।
• कम थर्मल विस्तारःतापमान में उतार-चढ़ाव के तहत न्यूनतम आकार परिवर्तन, सटीक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण।

कार्बन फाइबर के वर्गीकरण: विभिन्न आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित

कार्बन फाइबर को मॉड्यूलस, अग्रदूत सामग्री और गर्मी उपचार के आधार पर वर्गीकृत किया जाता हैः

1मॉड्यूलस द्वारा

• अल्ट्रा-हाई मॉड्यूल (UHM):> 450 जीपीए, उपग्रह एंटेना में प्रयोग किया जाता है।
• उच्च मॉड्यूल (एचएम):350-450 जीपीए, एयरोस्पेस संरचनाओं में आम है।
• मध्यवर्ती मॉड्यूल (आईएम):200-350 जीपीए, विमान और ऑटोमोबाइल भागों के लिए बहुमुखी।
• उच्च तन्य शक्ति (एचटी):मॉड्यूल <100 जीपीए, तन्यता शक्ति >3.0 जीपीए, खेल उपकरण के लिए आदर्श
• अति उच्च तन्यता (एसएचटी):शक्ति > 4.5 GPa, चरम वातावरण के लिए उपयुक्त है।

2. पूर्ववर्ती सामग्री द्वारा

• पैन-आधारित:यह 90% बाजार में प्रभुत्व रखता है, जिससे प्रदर्शन और लागत का इष्टतम संतुलन मिलता है।
• पिच-आधारित:उच्च मॉड्यूल और थर्मल चालकता, विशेष अनुप्रयोगों में प्रयोग किया जाता है।
• रेन-आधारित:ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण लेकिन निम्न गुणों के कारण घट रहा है।
• गैस-चरण-वृद्धिःउच्च विद्युत चालकता के साथ अद्वितीय संरचना।

3. ताप उपचार तापमान द्वारा

• प्रकार I (HTT):2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का इलाज किया गया, उच्च मॉड्यूल प्राप्त किया।
• प्रकार II (IHT):1500 डिग्री सेल्सियस के आसपास इलाज किया, ताकत को प्राथमिकता दी।
• प्रकार III:1000 डिग्री सेल्सियस से नीचे का इलाज किया गया, कम प्रदर्शन मीट्रिक के साथ।

विनिर्माण प्रक्रियाः कच्चे माल से लेकर उच्च प्रदर्शन वाले फाइबर तक

कार्बन फाइबर के उत्पादन में सावधानीपूर्वक कदम शामिल हैंः

1. पूर्ववर्ती का चयनःपैन (पॉलीएक्रिलोनिट्रिल) सबसे आम कच्चा माल है।
2. घूर्णन:पूर्ववर्ती पदार्थों को रासायनिक रूप से संसाधित किया जाता है और फाइबर में घुमाया जाता है।
3. स्थिरता:परमाणु बंधन को पुनर्गठित करने के लिए फाइबर को 200°C से 300°C तक गर्म किया जाता है।
4. कार्बोनाइजेशन:गैर कार्बन परमाणुओं को हटाने के लिए ऑक्सीजन मुक्त कक्षों में 1000~3000°C तक गर्म किया जाता है।
5. सतह उपचार:ऑक्सीकरण राल के साथ बंधन को बढ़ाता है।
6. आकारःरीलों पर घुमाव से पहले सुरक्षात्मक कोटिंग्स लगाई जाती हैं।

IV. प्रमुख गुण ड्राइविंग अनुप्रयोग

कार्बन फाइबर के लाभों में शामिल हैंः

• शक्ति-से-वजन अनुपातःएल्यूमीनियम और टाइटेनियम जैसी धातुओं से बेहतर।
• कठोरता:ग्लास फाइबर और कई धातुओं से कठोर।
• थकान प्रतिरोध:दीर्घकालिक तनाव परिदृश्यों में ई-ग्लास जैसी सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन करता है।
• जैव संगतताःचिकित्सा प्रत्यारोपण और उपकरणों के लिए सुरक्षित।
• थर्मल चालकता:विशिष्ट थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं के लिए अनुकूलन योग्य।

V. अनुप्रयोग: परिवर्तनकारी उद्योग

• एयरोस्पेसविमान के धड़, रॉकेट के घटक।
• ऑटोमोबाइल:हल्के शरीर पैनल, चेसिस।
• खेल:गोल्फ क्लब, साइकिल के फ्रेम।
• चिकित्साःप्रोस्थेटिक्स, सर्जिकल उपकरण।
• ऊर्जा:पवन टरबाइन ब्लेड, ईंधन कोशिकाएं।

VI. भविष्यः कार्बन नैनोट्यूब

कार्बन नैनोट्यूब जैसे उभरती हुई प्रौद्योगिकियां 0.001 मिमी तक की पतली खोखली संरचनाओं का वादा करती हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक्स और सामग्री विज्ञान में क्रांति ला सकती हैं।.

VII. निष्कर्ष

कार्बन फाइबर के बेजोड़ गुण विभिन्न क्षेत्रों में नवाचार को आगे बढ़ाते रहते हैं।आधुनिक इंजीनियरिंग की आधारशिला के रूप में अपनी भूमिका को मजबूत करना.