কার্বন ফাইবার কম্পোজিট
কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড রজন ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট হল একটি নতুন ধরণের উপাদান, যা ম্যাট্রিক্স হিসাবে জৈব পলিমার উপাদান এবং যৌগিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে শক্তিবৃদ্ধি হিসাবে কার্বন ফাইবার তৈরি করা হয় এবং মূল উপাদানের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল কর্মক্ষমতা রয়েছে৷ ". এটি উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, উচ্চ নির্দিষ্ট মডুলাস, ক্লান্তি প্রতিরোধ, জারা প্রতিরোধ, শক্তিশালী নকশা অখণ্ডতা, বৃহৎ এলাকার অখণ্ড ছাঁচনির্মাণের সুবিধা এবং বিশেষ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে এটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিমান চলাচলের কাঠামোগত উপকরণগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে৷
কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড রজন ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিতে ব্যবহৃত ম্যাট্রিক্স রজনগুলি প্রধানত দুটি বিভাগে বিভক্ত: থার্মোসেটিং রজন এবং থার্মোপ্লাস্টিক রজন। থার্মোসেটিং রজন সক্রিয় গ্রুপ সহ প্রতিক্রিয়াশীল কম আণবিক ওজন প্রিপলিমার বা উচ্চ আণবিক ওজন পলিমার দ্বারা গঠিত। ছাঁচনির্মাণের প্রক্রিয়া চলাকালীন, এটি ক্রস-লিঙ্কযুক্ত এবং নিরাময়কারী এজেন্ট বা তাপের ক্রিয়ায় ঘনীভূত হয়ে একটি অদ্রবণীয় ক্রস-লিঙ্কযুক্ত কাঠামো তৈরি করে। সাধারণত ব্যবহৃত হয় ইপোক্সি রজন, ফেনোলিক রজন, বিসমেলিক phthalein অ্যামাইন রজন, ইত্যাদি। থার্মোপ্লাস্টিক রজন রৈখিক উচ্চ আণবিক ওজনের পলিমার দ্বারা গঠিত, যা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে দ্রবীভূত এবং গলিত হয় এবং শুধুমাত্র শারীরিক পরিবর্তন ঘটে। সাধারণত ব্যবহৃত হয় পলিথিন, নাইলন, পিক, ইত্যাদি।
সাধারণ কার্বন ফাইবার উপকরণ:
1. কার্বন ফাইবার চাঙ্গা সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট
সিরামিকের চমৎকার জারা প্রতিরোধের, পরিধান প্রতিরোধের, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং ব্যাপকভাবে শিল্প ও বেসামরিক পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, এর মারাত্মক দুর্বলতা হল এর ভঙ্গুরতা, এবং এটি ফাটল, ছিদ্র এবং অন্তর্ভুক্তির মতো সূক্ষ্ম ত্রুটিগুলির প্রতি খুব সংবেদনশীল। কার্বন ফাইবার চাঙ্গা সিরামিক কার্যকরভাবে দৃঢ়তা উন্নত করতে পারে, সিরামিকের ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার রূপবিদ্যা পরিবর্তন করতে পারে এবং সিরামিক ম্যাট্রিক্সে ফাটলগুলির দ্রুত বংশবিস্তার এবং বংশবিস্তার রোধ করতে পারে। বর্তমানে, দেশে এবং বিদেশে তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক কার্বন ফাইবার চাঙ্গা সিরামিক উপাদান হল কার্বন ফাইবার চাঙ্গা সিলিকন কার্বাইড উপাদান। এর চমৎকার উচ্চ তাপমাত্রার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, এটি উচ্চ তাপমাত্রায় পরিবেশন করার জন্য অতিরিক্ত তাপ নিরোধক ব্যবস্থার প্রয়োজন হয় না, তাই এটি অ্যারোইঞ্জিন, পুনরায় ব্যবহারযোগ্য মহাকাশ যান এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
2. কার্বন/কার্বন কম্পোজিট
কার্বন/কার্বন কম্পোজিট হল কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড কার্বন ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের সংক্ষিপ্ত রূপ, এবং এটিও এক ধরনের উন্নত কম্পোজিট। এটি কার্বন ফাইবার, ফ্যাব্রিক, বোনা ফ্যাব্রিক এবং অন্যান্য চাঙ্গা কার্বন ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট দ্বারা গঠিত। কার্বন/কার্বন কম্পোজিটগুলি প্রধানত বিভিন্ন ধরণের কার্বন, যথা ফাইবার কার্বন, রজন কার্বন এবং জমা কার্বন দ্বারা গঠিত। এই ধরনের কম্পোজিট, যা সম্পূর্ণরূপে ডিজাইন করা এবং কৃত্রিমভাবে তৈরি করা বিশুদ্ধ কার্বন উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত, এতে অনেক চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। উচ্চ শক্তি, উচ্চ অনমনীয়তা, মাত্রিক স্থায়িত্ব, অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং পরিধান প্রতিরোধের ছাড়াও, এতে উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্ততা এবং সিউডোপ্লাস্টিসিটিও রয়েছে। বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে, এটির উচ্চ শক্তি রয়েছে, কোন গলন নেই, কোন জ্বলন নেই এবং শুধুমাত্র অভিন্ন বিলুপ্তি, যা কোন ধাতব উপাদানের সাথে তুলনা করা যায় না। অতএব, এটি ক্ষেপণাস্ত্র ওয়ারহেড, কঠিন রকেট মোটর অগ্রভাগ এবং বিমানের ব্রেক ডিস্কের মতো উচ্চ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
3. কার্বন ফাইবার চাঙ্গা ধাতু ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট
কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট হল একটি যৌগিক উপাদান যার সাথে কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সমেন্ট ফাইবার এবং ম্যাট্রিক্স হিসাবে ধাতু। ধাতব পদার্থের সাথে তুলনা করে, কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের উচ্চতর নির্দিষ্ট শক্তি এবং নির্দিষ্ট মডুলাস রয়েছে; সিরামিকের সাথে তুলনা করে, এর উচ্চ দৃঢ়তা এবং প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। অ্যালুমিনিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, নিকেল, টাইটানিয়াম এবং তাদের সংকর ধাতু ম্যাট্রিক্স হিসাবে বেশিরভাগই ব্যবহৃত হয়। তাদের মধ্যে, কার্বন ফাইবার চাঙ্গা অ্যালুমিনিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম কম্পোজিট তৈরির প্রযুক্তি তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক। কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট তৈরিতে প্রধান প্রযুক্তিগত অসুবিধা হল কার্বন ফাইবারগুলির পৃষ্ঠের আবরণ, যাতে যৌগিক প্রক্রিয়া চলাকালীন কার্বন ফাইবারগুলির ক্ষতি রোধ করা যায়, এইভাবে কম্পোজিটগুলির সামগ্রিক কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়। বর্তমানে, কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট প্রস্তুত করার সময় কার্বন ফাইবারগুলির পৃষ্ঠের পরিবর্তন প্রধানত বাষ্প জমা, তরল সোডিয়াম পদ্ধতি ইত্যাদি গ্রহণ করে, তবে এর জটিল প্রক্রিয়া এবং উচ্চ খরচ কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলির প্রচার এবং প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে।
4. কার্বন ফাইবার চাঙ্গা সিমেন্ট ভিত্তিক যৌগ
কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড সিমেন্ট কম্পোজিট (CFRC) সিমেন্ট ম্যাট্রিক্সে কার্বন ফাইবার যোগ করে তৈরি করা হয়, যাকে ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট বলা হয়। সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলিতে উচ্চ-শক্তির কার্বন ফাইবার যোগ করা হল ফাটল প্রতিরোধ, অভেদ্যতা, শিয়ার শক্তি এবং সিমেন্ট কম্পোজিটের ইলাস্টিক মডুলাস, ফাটল বিস্তার নিয়ন্ত্রণ, শক্তিশালী ক্ষার প্রতিরোধের উন্নতি এবং বিকৃতি ক্ষমতা উন্নত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিমাপ।
এছাড়াও, কার্বন ফাইবারে কম্পন স্যাঁতসেঁতে বৈশিষ্ট্যও রয়েছে, যা কম্পন তরঙ্গ শোষণ করতে পারে এবং ভূমিকম্পের প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং নমন শক্তিকে দশ গুণেরও বেশি উন্নত করতে পারে। যেটি আরও মূল্যবান তা হল কার্বন ফাইবারের পরিবাহিতা রয়েছে। এটিকে সিমেন্ট ম্যাট্রিক্সে যুক্ত করা সিমেন্ট ম্যাট্রিক্সকে বুদ্ধিমত্তা দিয়ে দেয়, যা কংক্রিটের প্রয়োগের সুযোগ ব্যাপকভাবে প্রসারিত করে।
CFRC কম্পোজিটের উপরিভাগ লোডের নিচে ফাটবে না। এর প্রসার্য শক্তি, বাঁকানো শক্তি এবং ফ্র্যাকচারের দৃঢ়তা শক্তিবৃদ্ধি ছাড়ার তুলনায় কয়েক থেকে দশগুণ বেশি এবং এর প্রভাবের দৃঢ়তাও যথেষ্ট। কাটা কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড সিমেন্টের জন্য ব্যবহৃত কার্বন ফাইবারের দৈর্ঘ্য সাধারণত {{0}} nm, এবং ব্যাস হল 7-20 μm। প্রসার্য শক্তি 0.5 থেকে 0.8 GPa পর্যন্ত। সাধারণ সিমেন্টের শক্তি সাধারণত 11.76MPa হয়। ওজন দ্বারা 15 শতাংশ কার্বন ফাইবার যোগ করা হলে, শক্তি 245MPa পৌঁছাতে পারে; যদি মিশ্রণের পরিমাণ 20 শতাংশ হয়, তাহলে শক্তি 548.8MPa পৌঁছাতে পারে।
উপরন্তু, সাধারণ কংক্রিটের তুলনায়, CFRC-এর হালকা ওজন, উচ্চ শক্তি, ভাল তরলতা, শক্তিশালী প্রসারণ এবং গঠনের পরে উচ্চ পৃষ্ঠের গুণমানের সুবিধা রয়েছে। যখন এটি একটি পার্টিশন হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন এটি সাধারণ কংক্রিটের তৈরি পার্টিশনের চেয়ে 1/2~1/3 পাতলা এবং এর ওজন 1/2~1/3 হালকা। CFRC এর বিভিন্ন ধরনের স্পেসিফিকেশন রয়েছে, যার মধ্যে শর্টকাট কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড কংক্রিট প্রধানত ছাদ, বাইরের দেয়াল, অভ্যন্তরীণ প্রাচীর, মাটি, ছাদ ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়; লং ফাইবার কংক্রিট লোড বহনকারী উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এটির তৈরি উপাদানগুলির স্থিতিশীল মাত্রা রয়েছে এবং এতে অ্যান্টি-স্ট্যাটিক, পরিধান প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অতএব, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে CFRC-এর কর্মক্ষমতার উপর গবেষণা দ্রুত বিকশিত হয়েছে।
উত্স:https://mp.weixin.qq.com/s/Y5MDhISUCvmcr5guRRpJSg