Sep 18, 2024एक संदेश छोड़ें

कार्बन फाइबर: एक आधुनिक सामग्री का इतिहास

What is the current status of carbon fiber processing technology?

जिसे आम तौर पर "कार्बन फाइबर" कहा जाता है, वास्तव में कार्बन फाइबर प्रबलित पॉलिमर (सीएफआरपी), एक मिश्रित सामग्री है जो आमतौर पर बुने हुए कार्बन-फिलामेंट कपड़े की एक एपॉक्सी-संसेचित शीट से बनी होती है जिसे स्तरित किया जाता है, एक सांचे में बनाया जाता है, और फिर ठीक किया जाता है। निर्वात परिस्थितियों में एक भट्ठा। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सामग्री से बने घटक बेहद हल्के होते हैं, और उत्कृष्ट ताकत-से-वजन अनुपात के साथ अविश्वसनीय रूप से कठोर होते हैं।

 

आधुनिक कार्बन फाइबर में व्यक्तिगत फाइबर ज्यादातर पेट्रोलियम उपोत्पादों से बने होते हैं, शुद्ध, क्रिस्टलीय कार्बन फाइबर के विकास के साथ सामग्री कैसे परिपक्व होती है और बाद में औद्योगिकीकरण किया जाता है। सबसे पहले 19 के अंत में संश्लेषित किया गयावांऔर जल्दी 20वांसदियों से, थॉमस एडिसन द्वारा प्रकाश फिलामेंट्स के रूप में उपयोग सहित, ये शुरुआती प्रयास असफल रहे क्योंकि वे कम शुद्धता के थे। 1960 के दशक की शुरुआत तक ऐसा नहीं था जब जापानी और अमेरिकी रसायनज्ञ कंपोजिट में सुदृढीकरण के रूप में उपयोग करने के लिए उचित शुद्धता के फाइबर का उत्पादन करने में सक्षम थे।

ब्रिटिश रक्षा मंत्रालय के एक भाग, रॉयल एयरक्राफ्ट एस्टैब्लिशमेंट द्वारा पर्याप्त निवेश के बाद, पहला औद्योगिक रूप से उत्पादित कार्बन मिश्रित घटक रोल्स-रॉयस कॉनवे और आरबी में कार्बन मिश्रित कंप्रेसर फैन असेंबली के एकीकरण के साथ आया। 1960 के दशक के अंत में जेट इंजन। 1970 के दशक के दौरान, फिलामेंट्स और चिपकने वाले पदार्थों की गुणवत्ता में सुधार के साथ सामग्री और परिपक्व हो गई, और 1980 के दशक की शुरुआत तक मोटरस्पोर्ट्स कार्बन मिश्रित सामग्री के लिए एक और परीक्षण स्थल बन गया।

 

रोल्स रॉयस कॉनवे जेट इंजन को विकर्स वीसी -10 एयरलाइनर के लिए डिज़ाइन किया गया था

1981 फॉर्मूला 1 चैंपियनशिप के लिए पेश की गई, मैकलेरन MP4/1 पूरी तरह से कार्बन मिश्रित चेसिस वाली एक प्रारंभिक रेसिंग कार थी। एयरोस्पेस की उच्च-प्रदर्शन प्रकृति के समान, मोटरस्पोर्ट्स ने ताकत और कठोरता का त्याग किए बिना वजन कम करने में सक्षम होकर कंपोजिट से लाभ उठाया, मैकलेरन को प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त सुनिश्चित की, और लंबे समय से पहले कार्बन कंपोजिट रेसिंग के सभी रूपों में प्रचलित थे।

 

1990 के दशक तक, बड़े कार्बन मिश्रित टुकड़ों का उत्पादन संभव हो गया, जिससे नए बोइंग विमान, 777 में वजन कम करने में मदद मिली। 777 एयरोस्पेस में बड़े मिश्रित टुकड़ों को पेश करने में महत्वपूर्ण था, विमान में वजन के अनुसार 9% कार्बन मिश्रित था, इसका उपयोग पिछले धड़, इंजन काउलिंग, नियंत्रण सतहों और फर्श बीम में किया जा रहा है। वजन बचाने के अलावा, ये नए मिश्रित घटक संक्षारण और थकान प्रतिरोधी थे, जिससे पुराने उद्योग-मानक एल्यूमीनियम के रखरखाव पर बचत करने में मदद मिली।

 

2007 में, बोइंग ने क्रांतिकारी 787 ड्रीमलाइनर पेश किया, जिसमें कंपोजिट के उपयोग में भारी वृद्धि देखी गई, जो अब वजन के हिसाब से 50% तक बढ़ गई है। बोइंग की बड़े कार्बन मिश्रित टुकड़ों का उत्पादन करने की क्षमता के कारण, 787 का धड़ तीन बड़े एकल-बिछाए गए खंडों से बना है जिन्हें असेंबली के दौरान जोड़ा जाता है। इसके अतिरिक्त, 787 के पंख मुख्य रूप से कार्बन कंपोजिट से बने होते हैं, जिसमें सामग्री की लचीलापन विमान के प्रतिष्ठित विंग फ्लेक्स को उधार देती है।

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