इसकी उच्च शक्ति, कम घनत्व और अच्छे रासायनिक प्रतिरोध के कारण कार्बन फाइबर का कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। हालाँकि, जब कार्बन फाइबर उच्च तापमान वाले वातावरण के संपर्क में आता है, तो इसका प्रदर्शन बदल सकता है। उच्च तापमान पर कार्बन फाइबर के प्रदर्शन में परिवर्तन पर एक विस्तृत चर्चा निम्नलिखित है।
उच्च तापमान प्रतिरोध
कार्बन फाइबर में स्वयं उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। सिद्धांत के अनुसार, कार्बन फाइबर 2600 डिग्री तक उच्च तापमान का सामना कर सकता है। हालाँकि, कार्बन फाइबर का उपयोग आमतौर पर अकेले नहीं किया जाता है, बल्कि तैयार उत्पाद बनाने के लिए इसे राल जैसी सामग्री के साथ मिश्रित किया जाता है। ऐसी मिश्रित सामग्रियों का उच्च तापमान प्रतिरोध उपयोग किए गए राल के प्रकार से प्रभावित होता है।
एपॉक्सी राल कंपोजिट
एपॉक्सी रेज़िन कार्बन फाइबर कंपोजिट में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले रेज़िन में से एक है। हालाँकि, एपॉक्सी राल में अपेक्षाकृत कम उच्च तापमान प्रतिरोध होता है और आमतौर पर 180 ~ 200 डिग्री पर ऑक्सीकरण और विघटित होता है। इसलिए, एपॉक्सी राल-आधारित कार्बन फाइबर कंपोजिट का उच्च तापमान प्रतिरोध आमतौर पर 100 ~ 150 डिग्री के बीच होता है।
थर्माप्लास्टिक राल कंपोजिट
एपॉक्सी रेजिन की तुलना में, थर्मोप्लास्टिक रेजिन (जैसे पॉलीफेनिलीन सल्फाइड और पॉलीएथेरेथेरकेटोन) में बेहतर उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। इन रेजिन से बने कार्बन फाइबर कंपोजिट 200-250 डिग्री के तापमान का सामना कर सकते हैं।
सिरेमिक आधारित कंपोजिट
सभी प्रकार के कार्बन फाइबर कंपोजिट में से, सिरेमिक-आधारित कंपोजिट में सबसे मजबूत उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। ये सामग्रियां 1500 डिग्री तक के तापमान पर स्थिर रह सकती हैं और विमान या रॉकेट इंजन घटकों जैसे चरम वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।
प्रदर्शन में परिवर्तन
जब कार्बन फाइबर कंपोजिट उच्च तापमान के संपर्क में आते हैं, तो उनके गुण निम्नानुसार बदल सकते हैं:
- ताकत में कमी: उच्च तापमान के कारण रेज़िन मैट्रिक्स नरम या विघटित हो सकता है, जिससे समग्र की समग्र ताकत कम हो सकती है।
- मापांक में कमी: मापांक एक सामग्री की कठोरता को संदर्भित करता है, और उच्च तापमान एक समग्र की कठोरता को कम कर सकता है।
- भंगुरता: जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, कंपोजिट अधिक भंगुर हो सकता है और टूटने का खतरा अधिक हो सकता है।
अनुप्रयोग क्षेत्र
हालाँकि उच्च तापमान पर कार्बन फाइबर कंपोजिट का प्रदर्शन कम हो जाता है, फिर भी इनका कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
- खेल उपकरण: जैसे कार्बन फाइबर मछली पकड़ने वाली छड़ें, टेनिस रैकेट और गोल्फ क्लब इत्यादि, एथलीटों पर बोझ को कम करने के लिए अपने हल्के गुणों का उपयोग करते हैं।
- एयरोस्पेस: वजन कम करने और प्रदर्शन में सुधार करने के लिए रॉकेट, उपग्रह और अंतरिक्ष दूरबीन आदि के निर्माण में उपयोग किया जाता है।
- रेल ट्रांजिट: ट्रेन बॉडी बनाने, वजन कम करने और हाई-स्पीड रनिंग प्रदर्शन में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- चिकित्सा उपकरण: जैसे मेडिकल बेड बोर्ड, रेडियोधर्मी मेडिकल बोर्ड और हेड सपोर्ट इत्यादि, भार वहन क्षमता में सुधार और एक्स-रे खुराक को कम करने के लिए अपने हल्के और उच्च शक्ति विशेषताओं का उपयोग करते हैं।
- ऑटोमोबाइल विनिर्माण: बॉडी, ड्राइव शाफ्ट, बैटरी बॉक्स और इंटीरियर जैसे हिस्सों के निर्माण, वाहन के वजन को कम करने और स्थायित्व और ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए उपयोग किया जाता है।
निष्कर्ष
उच्च तापमान पर कार्बन फाइबर का प्रदर्शन परिवर्तन मुख्य रूप से प्रयुक्त राल के प्रकार पर निर्भर करता है। यद्यपि कार्बन फाइबर में स्वयं उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध होता है, मिश्रित सामग्री का उच्च तापमान प्रतिरोध राल द्वारा सीमित होता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त कार्बन फाइबर मिश्रित सामग्री का चयन करने के लिए इन प्रदर्शन परिवर्तनों को समझना महत्वपूर्ण है।
