क्या आप वास्तव में कार्बन फाइबर जानते हैं?

क्या आप वास्तव में कार्बन फाइबर जानते हैं?

 कार्बन फाइबर क्या है?

कार्बन फाइबर (CF) उच्च शक्ति और 95% से अधिक कार्बन सामग्री के उच्च मापांक के साथ एक नई प्रकार की फाइबर सामग्री है।यह फाइबर की अक्षीय दिशा के साथ ढेर ग्रेफाइट माइक्रोक्रिस्टल जैसे कार्बनिक फाइबर से बना है।जलकर कोयला और रेखांकन के बाद, माइक्रोक्रिस्टलाइन पत्थर की स्याही सामग्री प्राप्त की जाती है।कार्बन फाइबर "नरम बाहर और अंदर से सख्त" है, एल्यूमीनियम की तुलना में हल्का है, लेकिन स्टील की तुलना में मजबूत है, और इसमें संक्षारण प्रतिरोध, उच्च मापांक की विशेषताएं हैं, जो राष्ट्रीय रक्षा और नागरिक पहलुओं में एक महत्वपूर्ण सामग्री है।इसमें न केवल कार्बन सामग्री की आंतरिक विशेषताएँ हैं, बल्कि कपड़ा फाइबर की नरम मशीनीकरण भी है।यह प्रबलित फाइबर की एक नई पीढ़ी है।कार्बन फाइबर में कई उत्कृष्ट गुण होते हैं, जैसे उच्च अक्षीय शक्ति और मापांक, कम घनत्व, उच्च विशिष्ट प्रदर्शन, कोई रेंगना, गैर-ऑक्सीकरण वातावरण में अल्ट्रा-उच्च तापमान प्रतिरोध, अच्छा थकान प्रतिरोध, विशिष्ट गर्मी और गैर-धातु के बीच विद्युत चालकता और धातु, थर्मल विस्तार और अनिसोट्रॉपी के छोटे गुणांक, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, अच्छा एक्स-रे संचरण।अच्छी चालकता और तापीय चालकता, अच्छा विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण, आदि। पारंपरिक ग्लास फाइबर की तुलना में, यंग का कार्बन फाइबर का मापांक 3 गुना से अधिक है।केवलर फाइबर की तुलना में, कार्बनिक सॉल्वैंट्स, एसिड में यंग का मापांक लगभग 2 गुना है, क्षार अघुलनशील नहीं फैलता है, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध।फरवरी 2018 में, चीन ने स्वतंत्र रूप से पहली 100-टन T1000 कार्बन फाइबर उत्पादन लाइन विकसित की।

कार्बन फाइबर कठोरता और शक्ति वर्गीकरण

तन्यता मापांक को "अक्ष के साथ तनाव का अनुपात (प्रति इकाई क्षेत्र बल) अक्ष के साथ तनाव (प्रारंभिक लंबाई के विरूपण का अनुपात)" के रूप में परिभाषित किया गया है।जब तक तनाव सामग्री की तन्य शक्ति से कम होता है, तब तक तन्यता मापांक को सामग्री की कठोरता भी कहा जा सकता है, जो सामग्री के बढ़ाव या संपीड़न की भविष्यवाणी कर सकता है।कार्बन फाइबर को तंतुओं के तन्यता मापांक के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।माप की इकाई क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के प्रति वर्ग इंच का एक बल पाउंड है, जिसे साई (या हजारों साई के लिए केएसआई और मिलियन साई के लिए एमएसआई) के रूप में संक्षिप्त किया गया है।कार्बन फाइबर को पाँच श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है: निम्न मापांक, मानक मापांक, मध्यम मापांक, उच्च मापांक और अति-उच्च मापांक।

एक लेमिनेटेड कार्बन फाइबर एपॉक्सी शीट या प्लेट की कठोरता और ताकत निम्नलिखित कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है:

-कार्बन फाइबर के भौतिक गुण
-फाइबर प्लेसमेंट शेड्यूल (फाइबर ओरिएंटेशन, ब्रैड टाइप और लेमिनेट की मोटाई)
-फाइबर/राल अनुपात

एक संतुलित, सममित 0/90 डिग्री प्लाई योजना के लिए, तनन मापांक का एक अच्छा अनुमान 10 MSi (70 GPA) है।उसी लेअप के लिए, तन्य शक्ति का एक अच्छा अनुमान 87 केएसआई (600 एमपीए) है।

इसकी तुलना में, स्टील में लगभग 29 MSI (200 GPa) का तन्यता मापांक और 61 KSI (420 MPA) की तन्य शक्ति होती है।एल्युमिनियम का तन्यता मापांक लगभग होता है।10 MSI (69 GPa) और 40 KSI (276 MPA) की तनन शक्ति

अति उच्च मापांक कार्बन फाइबर की कठोरता मानक मापांक की तुलना में लगभग 3 गुना है, लेकिन ताकत मानक मापांक जितनी अच्छी नहीं है।इसके अलावा, स्टील और एल्यूमीनियम की तुलना में कार्बन फाइबर में उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध होता है।इसी तरह, जब सही राल के साथ जोड़ा जाता है, तो कार्बन फाइबर बाजार पर सबसे अधिक संक्षारण प्रतिरोधी सामग्रियों में से एक होता है।

कार्बन फाइबर अन्य सामग्रियों की तुलना कैसे करता है?

ग्लास फाइबर और केवलर लेमिनेट्स का घनत्व कार्बन फाइबर के घनत्व के करीब है।हालाँकि, कार्बन फाइबर ग्लास फाइबर या केवलर से अधिक मजबूत और सख्त होता है

अन्य सामग्रियों के साथ कार्बन फाइबर के गुणों की तुलना करना हमेशा आसान नहीं होता है।तीव्रता को मापने के कई तरीके हैं, जिससे वस्तुनिष्ठ तुलना करना कठिन हो सकता है।हालांकि, जब एक विशेष तन्यता मापांक और एक विशेष तन्यता ताकत को सख्ती से देखा जाता है, तो यह स्पष्ट होता है कि ताकत हर परियोजना की सर्वोच्च प्राथमिकता नहीं है।किसी परियोजना के लिए सामग्री का चयन करते समय, लचीलेपन या निर्माण आवश्यकताओं जैसे अन्य कारकों पर अक्सर विचार किया जाना चाहिए।जब ताकत, कठोरता और वजन महत्वपूर्ण होते हैं, तो कार्बन फाइबर अक्सर सबसे अच्छा विकल्प होता है।

अन्य सामग्रियों के साथ कार्बन फाइबर के गुणों की तुलना करना हमेशा आसान नहीं होता है।तीव्रता को मापने के कई तरीके हैं, जिससे हमारे लिए वस्तुनिष्ठ तुलना करना कठिन हो जाता है।हालांकि, जब विशिष्ट तन्यता मापांक और विशिष्ट तन्यता ताकत को करीब से देखते हैं, तो विकल्प स्पष्ट होता है।

ताकत हर परियोजना की सर्वोच्च प्राथमिकता नहीं है।किसी परियोजना के लिए सामग्री का चयन करते समय, लचीलेपन या निर्माण आवश्यकताओं जैसे अन्य कारकों पर अक्सर विचार किया जाना चाहिए।जब ताकत, कठोरता और वजन महत्वपूर्ण होते हैं, तो कार्बन फाइबर अक्सर सबसे अच्छा विकल्प होता है।

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