कार्बन फाइबर, जिसे ग्रेफाइट फाइबर या कार्बन ग्रेफाइट के रूप में भी जाना जाता है, कार्बन तत्व के बहुत महीन तंतु से बनाया जाता है। कार्बन फाइबर में उच्च तन्यता शक्ति होती है और यह अपने आकार के हिसाब से बहुत मजबूत होता है। यह भी बहुत हल्का पदार्थ है.
प्रत्येक फ़ाइबर का व्यास {{0}} माइक्रोन है। यह कितना छोटा है इसका अंदाजा लगाने के लिए, एक माइक्रोन 0.0001 मिमी के बराबर है। मकड़ी के जाल का फिलामेंट 3 से 8 माइक्रोन व्यास का होता है।
सुविधाएँ और अनुप्रयोग
कार्बन फाइबर स्टील से दोगुना कठोर और पांच गुना मजबूत होता है। एक अन्य विशेषता उनका उच्च स्तर का रासायनिक प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध और कम तापीय विस्तार है।
कार्बन फाइबर विमान, उच्च प्रदर्शन वाले वाहनों, खेल उपकरण और संगीत वाद्ययंत्रों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग सामग्री है।
कार्बन फाइबर कैसे बनता है
कार्बन फाइबर कार्बनिक पॉलिमर से बनाया जाता है। ये पॉलिमर कार्बन परमाणुओं द्वारा एक साथ जुड़े अणुओं की लंबी श्रृंखला से बने होते हैं। लगभग 90% कार्बन फाइबर पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन) प्रक्रिया का उपयोग करके बनाया जाता है। शेष 10% रेयान या पेट्रोलियम बिटुमेन प्रक्रियाओं का उपयोग करके बनाया जाता है।
विनिर्माण प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली गैसें, तरल पदार्थ और अन्य सामग्रियां कुछ निश्चित कार्बन फाइबर प्रभाव, गुण और ग्रेड उत्पन्न करती हैं। इष्टतम मापांक गुणों वाले उच्चतम ग्रेड के कार्बन फाइबर का उपयोग एयरोस्पेस उद्योग जैसे मांग वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
कार्बन फाइबर निर्माता अपने द्वारा उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल के मिश्रण में भिन्न होते हैं। वे अक्सर अपने विशिष्ट व्यंजनों को व्यापार रहस्य के रूप में मानते हैं।
निर्माण प्रक्रिया
विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान, कच्चे माल जिन्हें प्रीकर्सर कहा जाता है, को लंबे फाइबर बंडलों में खींचा जाता है। फिर रेशों को कपड़े में बुना जाता है। उन्हें अन्य सामग्रियों के साथ भी जोड़ा जा सकता है, फिलामेंट-घाव दिया जा सकता है या वांछित आकार और आकार में ढाला जा सकता है।
विनिर्माण प्रक्रिया इस प्रकार है:
घुमाएँ. पैन को अन्य सामग्रियों के साथ मिलाया जाता है और रेशों में बदल दिया जाता है, जिन्हें बाद में धोया जाता है और फैलाया जाता है।
स्थिर करना. बांड को स्थिर करने के लिए रासायनिक परिवर्तन।
जलकर कोयला बनना। स्थिर करने वाले तंतुओं को बहुत उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, जिससे कसकर बंधे कार्बन क्रिस्टल बनते हैं।
सतह का उपचार करें. बॉन्डिंग गुणों को बेहतर बनाने के लिए फाइबर की सतह को ऑक्सीकृत किया जाता है।
आकार देना। रेशों को लेपित किया जाता है और स्पूल पर लपेटा जाता है। फिर उन्हें कताई मशीनों पर लाद दिया जाता है, जो रेशों को अलग-अलग आकार के धागों में बदल देती हैं।
रेशों को कपड़े में बुना जाने के बजाय मिश्रित सामग्री में बनाया जा सकता है। समग्र बनाने के लिए, रेशों को प्लास्टिक पॉलिमर से जोड़ने के लिए गर्मी, दबाव या वैक्यूम का उपयोग किया जा सकता है।
विचार करने के लिए बातें
कार्बन फाइबर के निर्माण में कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिनमें शामिल हैं:
अधिक लागत प्रभावी पुनर्स्थापन और पुनरुद्धार की आवश्यकता है।
सतह के उपचार की प्रक्रिया को सावधानीपूर्वक विनियमित किया जाना चाहिए ताकि गड्ढों के निर्माण से बचा जा सके जिससे फाइबर दोष हो सकता है।
लगातार गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए कड़े नियंत्रण की आवश्यकता है।
कार्बन फाइबर की मजबूत चालकता के कारण, विद्युत उपकरणों में आर्किंग और शॉर्ट सर्किट हो सकते हैं।
त्वचा की जलन और श्वसन संबंधी समस्याएं जैसी स्वास्थ्य और सुरक्षा संबंधी चिंताएँ।
