कार्बन फाइबर: गुण, फोटो, प्राप्त करना, उपयोग करना

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

उन्नत उद्योगों और निर्माण ने हाल ही में कई मौलिक नई तकनीकों में महारत हासिल की है, जिनमें से अधिकांश नवीन सामग्रियों से जुड़ी हैं। एक साधारण उपयोगकर्ता कंपोजिट के समावेश के साथ निर्माण सामग्री के उदाहरण पर इस प्रक्रिया की अभिव्यक्ति को देख सकता है। साथ ही मोटर वाहन उद्योग में, कार्बन तत्व पेश किए जा रहे हैं जो स्पोर्ट्स कारों के प्रदर्शन को बढ़ाते हैं। और यह सभी क्षेत्र नहीं हैं जिनमें कार्बन फाइबर का उपयोग किया जाता है। इस घटक का आधार कार्बन फाइबर है, जिसकी एक तस्वीर नीचे प्रस्तुत की गई है। दरअसल, नई पीढ़ी के कंपोजिट की विशिष्टता और सक्रिय वितरण नायाब तकनीकी और भौतिक गुणों में निहित है।

उत्पादन तकनीक

सामग्री के उत्पादन के लिए कार्बनिक मूल के प्राकृतिक या रासायनिक फाइबर के रूप में कच्चे माल का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, विशेष प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, मूल वर्कपीस से केवल कार्बन परमाणु ही बचे हैं। मुख्य प्रभावित करने वाला बल तापमान है। तकनीकी प्रक्रिया में गर्मी उपचार के कई चरणों का कार्यान्वयन शामिल है। पहले चरण में, प्राथमिक संरचना 250 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान की स्थिति में ऑक्सीकृत हो जाती है। अगले परचरण में, कार्बन फाइबर का उत्पादन कार्बोनाइजेशन प्रक्रिया में गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री को नाइट्रोजन वातावरण में 1500 डिग्री सेल्सियस तक के उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। इस प्रकार, ग्रेफाइट जैसी संरचना बनती है। संपूर्ण निर्माण प्रक्रिया को 3000 डिग्री सेल्सियस पर रेखांकन के रूप में अंतिम उपचार द्वारा पूरा किया जाता है। इस स्तर पर, रेशों में शुद्ध कार्बन की मात्रा 99% तक पहुँच जाती है।

कार्बन फाइबर का उपयोग कहाँ किया जाता है?

यदि लोकप्रिय होने के पहले वर्षों में सामग्री का उपयोग विशेष रूप से अत्यधिक विशिष्ट क्षेत्रों में किया जाता था, तो आज उत्पादन का विस्तार होता है जिसमें इस रासायनिक फाइबर का उपयोग किया जाता है। शोषण की संभावनाओं के मामले में सामग्री काफी प्लास्टिक और विषम है। उच्च संभावना के साथ, इस तरह के तंतुओं का दायरा बढ़ेगा, लेकिन आज बाजार में बुनियादी प्रकार की सामग्री की प्रस्तुति ने आकार ले लिया है। विशेष रूप से, हम निर्माण उद्योग, चिकित्सा, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के निर्माण, घरेलू उपकरणों आदि को नोट कर सकते हैं। विशेष क्षेत्रों के लिए, कार्बन फाइबर का उपयोग अभी भी विमान उपकरण, चिकित्सा इलेक्ट्रोड और रडार अवशोषित सामग्री के निर्माताओं के लिए प्रासंगिक है।

उत्पादन के प्रकार

सबसे पहले, ये गर्मी प्रतिरोधी कपड़ा उत्पाद हैं, जिनमें से हम कपड़े, धागे, बुना हुआ कपड़ा, महसूस किया जा सकता है, आदि। एक अधिक तकनीकी दिशा कंपोजिट का निर्माण है। शायद यह सबसे बड़ा खंड है जिसमें धारावाहिक उत्पादन के लिए उत्पादों के आधार के रूप में कार्बन फाइबर का प्रतिनिधित्व किया जाता है।उत्पादन। विशेष रूप से, ये बीयरिंग, गर्मी प्रतिरोधी इकाइयां, भागों और विभिन्न तत्व हैं जो आक्रामक वातावरण में काम करते हैं। ज्यादातर कंपोजिट ऑटोमोटिव बाजार पर केंद्रित हैं, हालांकि, निर्माण उद्योग भी इस रासायनिक फाइबर के निर्माताओं के नए प्रस्तावों पर विचार करने के लिए तैयार है।

भौतिक गुण

सामग्री प्राप्त करने की तकनीक की बारीकियों ने तंतुओं के प्रदर्शन पर अपनी छाप छोड़ी। नतीजतन, उच्च तापीय स्थिरता ऐसे उत्पादों की संरचना की मुख्य विशिष्ट विशेषता बन गई है। थर्मल प्रभावों के अलावा, सामग्री रासायनिक आक्रामक वातावरण के लिए भी प्रतिरोधी है। सच है, अगर गर्म होने पर ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन मौजूद है, तो इसका तंतुओं पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। लेकिन कार्बन फाइबर की यांत्रिक शक्ति कई पारंपरिक सामग्रियों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकती है जिन्हें कठोर और क्षति के लिए प्रतिरोधी माना जाता है। यह गुण विशेष रूप से कार्बन उत्पादों में स्पष्ट है। एक और संपत्ति जो विभिन्न उत्पादों के प्रौद्योगिकीविदों के बीच मांग में है, वह है अवशोषण की क्षमता। सक्रिय सतह के कारण, इस फाइबर को एक कुशल उत्प्रेरक प्रणाली माना जा सकता है।

निर्माता

सेगमेंट में अग्रणी अमेरिकी, जापानी और जर्मन कंपनियां हैं। इस क्षेत्र में रूसी प्रौद्योगिकियां हाल के वर्षों में व्यावहारिक रूप से विकसित नहीं हुई हैं और अभी भी सोवियत युग के विकास पर आधारित हैं। आज तक, आधादुनिया में उत्पादित फाइबर का हिसाब जापानी कंपनियों मित्सुबिशी, कुरेहा, तेजिन और अन्य द्वारा किया जाता है। दूसरा हिस्सा जर्मन और अमेरिकियों के बीच बांटा गया है। उदाहरण के लिए, यूएस पक्ष साइटेक है, और जर्मनी में कार्बन फाइबर एसजीएल द्वारा उत्पादित किया जाता है। इतना समय पहले नहीं, ताइवान की कंपनी फॉर्मोसा प्लास्टिक ने इस क्षेत्र में नेताओं की सूची में प्रवेश किया था। घरेलू उत्पादन के लिए, केवल दो कंपनियां कंपोजिट के विकास में लगी हुई हैं - आर्गन और खिमवोलोकनो। इसी समय, बेलारूसी और यूक्रेनी उद्यमियों ने हाल के वर्षों में कार्बन फाइबर के व्यावसायिक उपयोग के लिए नए क्षेत्रों में महारत हासिल करते हुए महत्वपूर्ण उपलब्धियां हासिल की हैं।

कार्बन फाइबर का भविष्य

चूंकि कुछ प्रकार के CFRP जल्द ही ऐसे उत्पादों के उत्पादन की अनुमति देंगे जो लाखों वर्षों तक अपनी मूल संरचना को बनाए रख सकते हैं, कई विशेषज्ञ ऐसे उत्पादों के अधिक उत्पादन की भविष्यवाणी करते हैं। इसके बावजूद, इच्छुक कंपनियां तकनीकी उन्नयन की दौड़ जारी रखती हैं। और यह काफी हद तक उचित है, क्योंकि कार्बन फाइबर के गुण पारंपरिक सामग्रियों से बेहतर परिमाण का एक क्रम है। यह ताकत और गर्मी प्रतिरोध को याद रखने के लिए पर्याप्त है। इन लाभों के आधार पर, डेवलपर्स विकास के नए क्षेत्रों की खोज कर रहे हैं। सामग्री की शुरूआत, सबसे अधिक संभावना है, न केवल विशेष क्षेत्रों को कवर करेगी, बल्कि बड़े पैमाने पर उपभोक्ता के करीब के क्षेत्र भी शामिल होंगे। उदाहरण के लिए, साधारण प्लास्टिक, एल्यूमीनियम और लकड़ी के तत्वों को कार्बन फाइबर से बदला जा सकता है, जो कई प्रदर्शन गुणों में पारंपरिक सामग्रियों से आगे निकल जाएगा।

निष्कर्ष

कई कारक अभिनव मानव निर्मित फाइबर को व्यापक रूप से अपनाने से रोकते हैं। सबसे महत्वपूर्ण में से एक उच्च लागत है। चूंकि कार्बन फाइबर के निर्माण के लिए उच्च तकनीक वाले उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, इसलिए हर कंपनी इसे प्राप्त करने का जोखिम नहीं उठा सकती है। लेकिन यह सबसे महत्वपूर्ण बात नहीं है। तथ्य यह है कि सभी निर्माता उत्पाद की गुणवत्ता में ऐसे आमूल-चूल परिवर्तनों में रुचि नहीं रखते हैं। इसलिए, बुनियादी ढांचे के एक तत्व के स्थायित्व को बढ़ाते हुए, निर्माता हमेशा आसन्न घटकों पर समान उन्नयन नहीं कर सकता है। परिणाम एक असंतुलन है जो नई प्रौद्योगिकियों की सभी उपलब्धियों को शून्य कर देता है।