कार्बन फायबरची वैशिष्ट्ये, अनुप्रयोग आणि विकास

कार्बन फायबरची वैशिष्ट्ये, अनुप्रयोग आणि विकास

१.कार्बन फायबरची वैशिष्ट्ये आणि गुणधर्म

 कार्बन फायबर साहित्य काळ्या, कडक, उच्च शक्ती, हलके वजन आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांसह इतर नवीन साहित्य आहेत.त्याचे विशिष्ट गुरुत्व स्टीलच्या 1/4 पेक्षा कमी आहे.कार्बन फायबर राळ संमिश्र सामग्रीची तन्य शक्ती सामान्यतः 35000MPa पेक्षा जास्त असते, स्टीलच्या 7.9 पट.लवचिकतेचे तन्य मॉड्यूलस 230000MPa आणि 430000MPa दरम्यान आहे.म्हणून, CFRP ची विशिष्ट ताकद, म्हणजेच सामग्रीच्या घनतेचे गुणोत्तर 20000MPa/(g/cm3) च्या वर आहे, परंतु A3 स्टीलची विशिष्ट ताकद 590MPa/(g/cm3) आहे. लवचिक मॉड्यूलस देखील स्टीलपेक्षा जास्त आहे.सामग्रीची विशिष्ट ताकद जितकी जास्त असेल, भागाचे स्वतःचे वजन जितके लहान असेल तितके विशिष्ट लवचिक मॉड्यूलस जास्त असेल, भागाची कडकपणा जास्त असेल.या अर्थाने, अभियांत्रिकीमध्ये कार्बन फायबरच्या व्यापक उपयोगाची शक्यता स्पष्ट केली आहे.अनेक उदयोन्मुख संमिश्र सामग्रीचे उत्कृष्ट गुणधर्म पाहणे, जसे की पॉलिमर मिश्रित ग्लास फायबर सामग्री, धातू-आधारित संमिश्र साहित्य, आणि सिरॅमिक-आधारित संमिश्र साहित्य, अनेक तज्ञ भाकीत करतात की मिश्रित साहित्य स्टीलच्या युगापासून व्यापक सामग्रीच्या वापराच्या युगात प्रवेश करेल.

पॅन कार्बन फायबर आणि फायबरग्लास संमिश्र साहित्य:

(1) यांत्रिक गुणधर्म, धातूपेक्षा कमी घनता, हलके वजन;उच्च मापांक, उच्च कडकपणा, उच्च शक्ती, उच्च थकवा सामर्थ्य, उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोध आणि वंगण;उत्कृष्ट कंपन क्षीणन;

(2) लहान उष्णता प्रतिरोधकता, स्थिरता, थर्मल विस्तार गुणांक, चांगली मितीय स्थिरता, थर्मल चालकता;अक्रिय वायूमध्ये उत्कृष्ट उष्णता प्रतिरोधक क्षमता;

(3) हे विद्युत चालकता आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शील्डिंग गुणधर्म आणि विद्युत चालकता आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शील्डिंग गुणधर्म असलेल्या विविध प्रवाहकीय सामग्रीशी संबंधित आहे.(4) हे एक्स-रे ट्रान्समिटन्समध्ये उत्कृष्ट आहे, आणि उद्देशानुसार योग्य रचना तयार केली जाऊ शकते.

2007 मध्ये जपानचे मुख्यकार्बन फायबर पुरवठादारToray Co., Ltd ने कार्बन फायबरचा वापर करून अत्याधुनिक साहित्य विकसित करण्यासाठी Nissan Motor आणि इतर कंपन्यांसोबत सहकार्य केले, जे चेसिससारख्या कारच्या मुख्य भागांचे वजन मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते.नवीन तंत्रज्ञान कारचे एकूण वजन 10% कमी करते आणि इंधनाचा वापर 4% ते 5% पर्यंत सुधारते.याव्यतिरिक्त, प्रभाव प्रतिकार परंपरागत पेक्षा 1.5 पट आहे.तीन वर्षांच्या कालावधीत व्यावसायिक वाहनांमध्ये नवीन तंत्रज्ञान आणण्याची उत्पादकांची योजना आहे.नवीन तंत्रज्ञान जगभरातील हरितगृह वायू कमी करण्यासाठी कठोर इंधन बिल नियमांच्या पार्श्वभूमीवर स्टील-केंद्रित ऑटोमोटिव्ह कच्च्या मालाच्या स्विचओव्हरला गती देण्याचे आश्वासन देते.

2.कार्बन फायबरचा वापर

  कार्बन फायबर 90% पेक्षा जास्त कार्बन सामग्री असलेल्या तंतूंसाठी एक सामान्य संज्ञा आहे आणि त्याच्या उच्च कार्बन सामग्रीसाठी हे नाव देण्यात आले आहे.कार्बन फायबरमध्ये मूलभूत कार्बनचे विविध उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, जसे की लहान विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण, उष्णता प्रतिरोध, थर्मल शॉक प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिकार आणि चालकता इ. त्यात फायबर अडकणे आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आहेत.विशेषतः, त्याची विशिष्ट ताकद आणि विशिष्ट लवचिक मापांक जास्त आहे आणि ते ऑक्सिजन वेगळे करण्याच्या स्थितीत 2000 च्या उच्च तापमानाचा सामना करू शकते.हा एक महत्त्वाचा औद्योगिक फायबरग्लास कच्चा माल आहेआणि संमिश्र सामग्री, पृथक्करण सामग्री आणि उष्णता इन्सुलेशन सामग्री मजबूत करण्यासाठी योग्य आहे.ही 1960 च्या दशकाच्या सुरुवातीला विकसित केलेली नवीन सामग्री आहे आणि आता आधुनिक समाजात एक अपरिहार्य नवीन सामग्री बनली आहे.

विश्रांती उत्पादनांमध्ये, पॅन कार्बन फायबरचा पहिला वापर म्हणजे फिशिंग रॉड.सध्या, जगातील कार्बन फायबर फिशिंग रॉडचे वार्षिक उत्पादन सुमारे 12 दशलक्ष आहे आणि कार्बन फायबरचे प्रमाण सुमारे 1,200 टन आहे.गोल्फ क्लबमध्ये कार्बन फायबरचा वापर 1972 मध्ये सुरू झाला. सध्या, फायब्रा डी कार्बनचे वार्षिक उत्पादनजगातील गोल्फ क्लबमध्ये सुमारे 40 दशलक्ष बाटल्या आहेत आणि कार्बन फायबरचे प्रमाण 2,000 टन इतके आहे.टेनिस रॅकेटचा वापर 1974 मध्ये सुरू झाला. आता, जगाने गेल्या वर्षी सुमारे 4.5 दशलक्ष कार्बन फायबर रॅकेट तयार केले आणि कार्बन फायबर वापरण्यासाठी सुमारे 500 टन आवश्यक आहेत.इतर गोष्टींबरोबरच, स्की, स्नो बोट्स, स्की स्टिक्स, बेसबॉल बॅट्स, रोड गेम्स आणि सागरी खेळांमध्ये कार्बन फायबरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

हलके वजन, थकवा प्रतिरोध, गंज प्रतिकार आणि कार्बन फायबरचे इतर गुणधर्म ओळखून, ते एरोस्पेस उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.अंतराळ उड्डाण क्षेत्रात, हाय-मॉड्यूलस कार्बन फायबरचा वापर कृत्रिम उपग्रहांमध्ये त्यांच्या हलक्या वजनामुळे (कडकपणा) आणि आयामी स्थिरतेच्या थर्मल चालकतेमुळे केला गेला आहे.अलिकडच्या वर्षांत, ते इरिडियम सारख्या संप्रेषण उपग्रहांमध्ये वापरले गेले आहेत.

मोल्डिंग कंपाऊंड प्रामुख्याने थर्मोप्लास्टिक राळ मध्ये स्वरूपात मिसळले जातेग्लास फायबर चिरलेला स्ट्रँड, ज्यामध्ये बळकटीकरण, अँटी-स्टॅटिक आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शील्डिंगचा प्रभाव आहे आणि घरगुती उपकरणे, कार्यालयीन उपकरणे, सेमीकंडक्टर आणि संबंधित क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

3.माझ्या देशात कार्बन फायबर उत्पादनांची उत्पादन स्थिती

  माझ्या देशात कार्बन फायबरचे उत्पादन आणि वापर अद्याप प्राथमिक अवस्थेत आहे.देशांतर्गत कार्बन फायबरची उत्पादन क्षमता एकूण उत्पादनापैकी केवळ 0.4% आहेउच्च कार्यक्षमता कार्बन फायबर कापडजगात, आणि देशांतर्गत वापराच्या 90% पेक्षा जास्त आयातीवर अवलंबून आहे.माझ्या देशातील कार्बन फायबर उद्योगाच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनास प्रतिबंध करणारी पॅन पूर्ववर्ती गुणवत्ता नेहमीच अडथळे ठरली आहे.याव्यतिरिक्त, कार्बन फायबरला बर्याच काळापासून एक सामरिक सामग्री म्हणून ओळखले जात असल्याने, विकसित देश बाह्य जगासाठी बंद झाले आहेत.म्हणून, उद्योग तज्ञांचे असे मत आहे की मूलभूत संशोधनाला बळकटी देणे हा नावीन्यपूर्णतेचा पाया आहे आणि देशांतर्गत कार्बन फायबर उद्योग विकसित करण्याचा मूलभूत मार्ग आहे.

माझ्या देशाने 1960 ते 1970 पर्यंत कार्बन फायबरचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली, जवळजवळ जगाशी ताळमेळ राखत.30 वर्षांहून अधिक परिश्रमांनंतर, जपानच्या टोरे कंपनीने कार्बन फायबर उत्पादने T300 पातळीच्या जवळ विकसित केली आहेत, परंतु उत्पादन आणि गुणवत्ता देशांतर्गत मागणी पूर्ण करू शकत नाही, जी परदेशी देशांपासून दूर आहे.आंतरराष्ट्रीय प्रगत पातळीच्या तुलनेत, देशांतर्गत कार्बन फायबरच्या थकबाकी समस्या कमी कार्बन फायबर सामर्थ्य, खराब एकसमानता आणि स्थिरता या आहेत आणि विकास पातळी प्रगत देशांच्या तुलनेत सुमारे 20 ते 30 वर्षे मागे आहे, आणि उत्पादन प्रमाण लहान आहे, तांत्रिक उपकरणे मागासलेले आहे, आणि उत्पादन कार्यक्षमता खराब आहे.

सध्या, जगातील फायब्रा डी कार्बन प्रीट उत्पादन क्षमता सुमारे 35,000 टन आहे आणि चिनी बाजारपेठेत वार्षिक मागणी सुमारे 6,500 टन आहे.हा कार्बन फायबरचा मोठा ग्राहक आहे.तथापि, 2007 मध्ये चीनचे कार्बन फायबर उत्पादन केवळ 200 टन होते आणि मुख्यतः कमी-कार्यक्षम उत्पादने.बहुतेक उद्योग आयातीवर अवलंबून असतात आणि किंमत खूप महाग असते.उदाहरणार्थ, मानक T300 मार्केटमध्ये स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकारांसह तांत्रिक समर्थनाचा अभाव आहे आणि देशांतर्गत उद्योगांनी अद्याप संपूर्ण कार्बन फायबर कोर तंत्रज्ञानामध्ये प्रभुत्व मिळवलेले नाही.माझ्या देशातील कार्बन फायबरची गुणवत्ता, तंत्रज्ञान आणि उत्पादन प्रमाण परदेशातील फायबरपेक्षा खूप वेगळे आहे.त्यापैकी, उच्च कार्यक्षमता कार्बन फायबर तंत्रज्ञान जपान आणि पाश्चात्य देशांनी मक्तेदारी आणि अवरोधित केले आहे.म्हणून, कार्बन फायबरचे स्थानिकीकरण लक्षात येण्यासाठी दीर्घ प्रक्रिया लागते.बाजाराच्या कमतरतेमुळे, चीनमध्ये अलिकडच्या वर्षांत "कार्बन फायबर ताप" आला आहे आणि अनेक वैज्ञानिक संशोधन संस्था आणि उद्योगांनी कार्बन फायबर संशोधन आणि हजार टन औद्योगिकीकरण प्रकल्प सुरू केले आहेत.

#कार्बन फायबर साहित्य#पॉलिमर मिश्रित ग्लास फायबर सामग्री#कार्बन फायबर पुरवठादार#ग्लास फायबर चिरलेला स्ट्रँड#उच्च कार्यक्षमता कार्बन फायबर कापड