کاربن فائبر مرکب
کاربن فائبر ریئنفورسڈ رال میٹرکس کمپوزٹ ایک نئی قسم کا مواد ہے، جو نامیاتی پولیمر مواد سے بنا ہے جیسا کہ میٹرکس اور کاربن فائبر مرکب عمل کے ذریعے کمک کے طور پر، اور اصل جزو سے نمایاں طور پر بہتر کارکردگی کا حامل ہے۔ یہ اپنی اعلیٰ مخصوص طاقت، اعلیٰ مخصوص ماڈیولس، تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، مضبوط ڈیزائن کی سالمیت، بڑے ایریا انٹیگرل مولڈنگ کے لیے سہولت، اور خصوصی برقی مقناطیسی خصوصیات کی وجہ سے ہوا بازی کا سب سے اہم ساختی مواد بن گیا ہے۔
کاربن فائبر ریئنفورسڈ رال میٹرکس کمپوزٹ میں استعمال ہونے والی میٹرکس رال کو بنیادی طور پر دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: تھرموسیٹنگ رال اور تھرمو پلاسٹک رال۔ تھرموسیٹنگ رال ایکٹو گروپ کے ساتھ ری ایکٹو کم مالیکیولر ویٹ پری پولیمر یا ہائی مالیکیولر ویٹ پولیمر پر مشتمل ہے۔ مولڈنگ کے عمل کے دوران، یہ کیورنگ ایجنٹ یا حرارت کے عمل کے تحت ایک دوسرے سے جڑا ہوا اور گاڑھا ہو کر ایک ناقابل حل کراس سے منسلک ڈھانچہ تشکیل دیتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والی epoxy رال، phenolic resin، bismaleic phthalein amine resin، وغیرہ۔ تھرمو پلاسٹک رال لکیری ہائی مالیکیولر ویٹ پولیمر پر مشتمل ہوتی ہے، جو مخصوص حالات میں تحلیل اور پگھل جاتی ہے، اور صرف جسمانی تبدیلیاں رونما ہوتی ہیں۔ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے polyethylene، نایلان، PEEK، وغیرہ.
عام کاربن فائبر مواد:
1. کاربن فائبر کو تقویت ملی سیرامک میٹرکس کمپوزٹ
سیرامکس میں بہترین سنکنرن مزاحمت، لباس مزاحمت، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور کیمیائی استحکام ہے، اور صنعتی اور سول مصنوعات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، اس کی مہلک کمزوری اس کا ٹوٹنا ہے، اور یہ باریک نقائص جیسے دراڑ، چھیدوں اور شمولیت کے لیے بہت حساس ہے۔ کاربن فائبر سے تقویت یافتہ سیرامکس مؤثر طریقے سے سختی کو بہتر بنا سکتے ہیں، سیرامکس کے ٹوٹنے والے فریکچر مورفولوجی کو تبدیل کر سکتے ہیں، اور سیرامک میٹرکس میں دراڑوں کے تیزی سے پھیلنے اور پھیلنے کو روک سکتے ہیں۔ اس وقت، نسبتاً پختہ کاربن فائبر اندرون اور بیرون ملک سیرامک مواد کو تقویت بخش سیرامک مواد کاربن فائبر پربلت سلکان کاربائیڈ مواد ہے۔ اس کی بہترین اعلی درجہ حرارت مکینیکل خصوصیات کی وجہ سے، اسے اعلی درجہ حرارت پر کام کرنے کے لیے اضافی تھرمل موصلیت کے اقدامات کی ضرورت نہیں ہے، اس لیے یہ ایرو انجن، دوبارہ قابل استعمال ایرو اسپیس گاڑیوں اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
2. کاربن/کاربن مرکبات
کاربن/کاربن کمپوزٹ کاربن فائبر ریئنفورسڈ کاربن میٹرکس کمپوزٹ کا مخفف ہے، اور یہ ایک قسم کا ایڈوانس کمپوزٹ بھی ہے۔ یہ کاربن فائبر، فیبرک، بنے ہوئے تانے بانے اور دیگر تقویت یافتہ کاربن میٹرکس مرکبات پر مشتمل ہے۔ کاربن/کاربن مرکبات بنیادی طور پر کاربن کی مختلف اقسام پر مشتمل ہوتے ہیں، یعنی فائبر کاربن، رال کاربن اور جمع کاربن۔ اس قسم کا مرکب، جو کہ خالص کاربن عناصر پر مشتمل ہے جو مکمل طور پر مصنوعی طور پر ڈیزائن اور تیار کیا گیا ہے، بہت سی بہترین خصوصیات کا حامل ہے۔ اعلی طاقت، اعلی سختی، جہتی استحکام، آکسیکرن مزاحمت اور لباس مزاحمت کے علاوہ، اس میں فریکچر کی سختی اور سیوڈو پلاسٹکٹی بھی ہے۔ خاص طور پر اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں، اس میں زیادہ طاقت ہوتی ہے، کوئی پگھلتا نہیں، کوئی جلتا نہیں، اور صرف یکساں خاتمہ ہوتا ہے، جو کسی بھی دھاتی مواد سے بے مثال ہے۔ لہذا، یہ بڑے پیمانے پر ہائی ٹیک شعبوں جیسے میزائل وار ہیڈز، ٹھوس راکٹ موٹر نوزلز اور ہوائی جہاز کے بریک ڈسکس میں استعمال ہوتا ہے۔
3. کاربن فائبر مضبوط دھاتی میٹرکس مرکبات
کاربن فائبر ری انفورسڈ میٹل میٹرکس کمپوزٹ ایک ایسا مرکب مواد ہے جس میں کاربن فائبر ری انفورسمنٹ فائبر اور دھات بطور میٹرکس ہے۔ دھاتی مواد کے مقابلے میں، کاربن فائبر سے تقویت یافتہ دھاتی میٹرکس کمپوزٹ میں زیادہ مخصوص طاقت اور مخصوص ماڈیولس ہوتا ہے۔ سیرامکس کے مقابلے میں، اس میں اعلی جفاکشی اور اثر مزاحمت ہے۔ ایلومینیم، میگنیشیم، نکل، ٹائٹینیم اور ان کے مرکب زیادہ تر دھاتی میٹرکس کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں سے، کاربن فائبر سے تقویت یافتہ ایلومینیم اور میگنیشیم مرکبات کی تیاری کی ٹیکنالوجی نسبتاً پختہ ہے۔ کاربن فائبر ریئنفورسڈ میٹل میٹرکس کمپوزائٹس کی تیاری میں اہم تکنیکی دشواری کاربن ریشوں کی سطح کوٹنگ ہے، تاکہ کمپاؤنڈنگ کے عمل کے دوران کاربن ریشوں کو پہنچنے والے نقصان کو روکا جا سکے، اس طرح کمپوزٹ کی مجموعی کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ فی الحال، کاربن فائبر کی سطح میں ترمیم بنیادی طور پر بخارات کے جمع کرنے، مائع سوڈیم کے طریقہ کار وغیرہ کو کاربن فائبر سے تقویت یافتہ دھاتی میٹرکس کمپوزٹ کی تیاری میں اپناتی ہے، لیکن اس کا پیچیدہ عمل اور زیادہ لاگت کاربن فائبر ری انفورسڈ میٹل میٹرکس کمپوزٹ کے فروغ اور استعمال کو محدود کرتی ہے۔
4. کاربن فائبر مضبوط سیمنٹ کی بنیاد پر جامع
کاربن فائبر ریئنفورسڈ سیمنٹ کمپوزٹ (CFRC) سیمنٹ میٹرکس میں کاربن فائبر کو شامل کرکے بنائے جاتے ہیں، جسے فائبر رینفورسڈ کنکریٹ کہا جاتا ہے۔ سیمنٹ پر مبنی مواد میں اعلیٰ طاقت والے کاربن فائبر کو شامل کرنا شگاف کے خلاف مزاحمت، ناقابل تسخیریت، قینچ کی طاقت اور سیمنٹ کمپوزٹ کے لچکدار ماڈیولس کو بہتر بنانے، شگاف کے پھیلاؤ کو کنٹرول کرنے، مضبوط الکلی مزاحمت کو بہتر بنانے اور اخترتی کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے ایک اہم اقدام ہے۔
اس کے علاوہ، کاربن فائبر میں کمپن ڈیمپنگ پراپرٹی بھی ہے، جو کمپن کی لہر کو جذب کر سکتی ہے اور زلزلہ مزاحمت اور موڑنے کی طاقت کو دس گنا سے زیادہ بہتر بنا سکتی ہے۔ جو چیز زیادہ قیمتی ہے وہ یہ ہے کہ کاربن فائبر میں چالکتا ہے۔ اسے سیمنٹ میٹرکس میں شامل کرنے سے سیمنٹ میٹرکس کو ذہانت سے نوازا جاتا ہے، جو کنکریٹ کے اطلاق کے دائرہ کار کو بہت وسیع کرتا ہے۔
CFRC کمپوزٹ کی سطح بوجھ کے نیچے نہیں ٹوٹے گی۔ اس کی تناؤ کی طاقت، موڑنے کی طاقت اور فریکچر کی سختی کمک کے بغیر ان سے کئی سے دس گنا زیادہ ہے، اور اس کے اثرات کی سختی بھی کافی ہے۔ کٹے ہوئے کاربن فائبر ریئنفورسڈ سیمنٹ کے لیے استعمال ہونے والے کاربن فائبر کی لمبائی عام طور پر {{0} nm ہے، اور قطر 7-20 μm ہے۔ تناؤ کی طاقت 0.5 سے 0.8 GPa تک ہوتی ہے۔ عام سیمنٹ کی طاقت عام طور پر 11.76MPa ہوتی ہے۔ اگر وزن میں 15 فیصد کاربن فائبر شامل کیا جائے تو طاقت 245MPa تک پہنچ سکتی ہے۔ اگر مرکب کی مقدار 20 فیصد ہے تو طاقت 548.8MPa تک پہنچ سکتی ہے۔
اس کے علاوہ، عام کنکریٹ کے مقابلے میں، CFRC میں ہلکے وزن، زیادہ طاقت، اچھی روانی، مضبوط بازی، اور بننے کے بعد اعلی سطحی معیار کے فوائد ہیں۔ جب اسے پارٹیشن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ عام کنکریٹ سے بنے پارٹیشن سے 1/2~1/3 پتلا ہوتا ہے، اور اس کا وزن 1/2~1/3 ہلکا ہوتا ہے۔ CFRC کی مختلف خصوصیات ہیں، جن میں سے شارٹ کٹ کاربن فائبر رینفورسڈ کنکریٹ بنیادی طور پر چھت، بیرونی دیوار، اندرونی دیوار، زمین، چھت وغیرہ میں استعمال ہوتا ہے۔ لمبا فائبر کنکریٹ بوجھ برداشت کرنے والے اجزاء میں استعمال ہوتا ہے۔ اس سے بنے اجزاء مستحکم طول و عرض کے حامل ہوتے ہیں، اور ان میں اینٹی سٹیٹک، پہننے کی مزاحمت، سنکنرن مزاحمت اور دیگر خصوصیات بھی ہوتی ہیں۔ لہذا، حالیہ برسوں میں CFRC کی کارکردگی پر تحقیق نے تیزی سے ترقی کی ہے۔
ماخذ:https://mp.weixin.qq.com/s/Y5MDhISUCvmcr5guRRpJSg