कार्बन फाइबर का परिचय

कार्बन फाइबर एक जैविक अग्रदूत फाइबर है जैसे कि पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (या पिच, रेयान), जो कार्बन बैकबोन संरचना बनाने के लिए उच्च तापमान वातावरण में पाइरोलाइज्ड और कार्बोनाइज्ड होता है, और 90 प्रतिशत से अधिक कार्बन सामग्री वाला एक अकार्बनिक बहुलक फाइबर होता है। कार्बन फाइबर में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और रासायनिक स्थिरता है, एल्यूमीनियम की तुलना में कम घनत्व, स्टील की तुलना में उच्च शक्ति,बिच मेंउच्च प्रदर्शन फाइबरवह रहा हैबड़े पैमाने पर उत्पादन में, कार्बन फाइबर में उच्चतम विशिष्ट शक्ति और फाइबर का उच्चतम विशिष्ट मापांक होता है, और इसमें उत्कृष्ट गुणों की एक श्रृंखला होती है जैसे विद्युत चालकता, गर्मी चालन, संक्षारण प्रतिरोध और अन्य सामग्रियों की एक श्रृंखला को प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है। कार्बन फाइबर का व्यापक रूप से एयरोस्पेस, पवन ऊर्जा ब्लेड, खेल और अवकाश, दबाव वाहिकाओं, कार्बन / कार्बन मिश्रित सामग्री, परिवहन निर्माण और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

कार्बन फाइबर को विभिन्न आयामों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है जैसे अग्रदूत के प्रकार, यांत्रिक गुणों, टो विनिर्देशों और अग्रदूत की तैयारी प्रक्रिया। विभिन्न प्रकार के कार्बन फाइबर के लिए वर्गीकरण मानक इस प्रकार हैं:

अग्रदूत के प्रकार: पैन-आधारित कार्बन फाइबर, पिच-आधारित कार्बन फाइबर और रेयान-आधारित कार्बन फाइबर में विभाजित। उनमें से, पैन-आधारित कार्बन फाइबर ने 1960 के दशक में अपनी शुरुआत के बाद से मुख्यधारा की स्थिति पर कब्जा कर लिया है, इसकी अपेक्षाकृत सरल उत्पादन प्रक्रिया, उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और उपयोग की विस्तृत श्रृंखला के कारण कुल कार्बन फाइबर का 90 प्रतिशत से अधिक हिस्सा है। पिच-आधारित और रेयान-आधारित का उत्पादन पैमाना छोटा है। इसलिए, वर्तमान में, कार्बन फाइबर आमतौर पर पैन-आधारित कार्बन फाइबर को संदर्भित करते हैं।

यांत्रिक गुण: यांत्रिक गुण मुख्य रूप से उद्योग में वर्गीकृत करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। Polyacrylonitrile- आधारित कार्बन फाइबर GB/T 26752-2020 के लिए वर्तमान राष्ट्रीय मानक के यांत्रिक गुणों के वर्गीकरण के अनुसार, पैन-आधारित कार्बन फाइबर को चार श्रेणियों में बांटा गया है: उच्च-शक्ति प्रकार, उच्च-शक्ति मध्यम-modulusप्रकार, उच्च-modulusप्रकार, और उच्च-शक्ति और उच्च-modulusप्रकार.

टो विनिर्देशों: कार्बन फाइबर की संख्या के अनुसार, इसे छोटे टो और बड़े टो में विभाजित किया जा सकता है। आम तौर पर, 24K से कम संख्या वाले कार्बन फाइबर को छोटे टो कहा जाता है (1K कार्बन फाइबर के बंडल में 1000 फिलामेंट्स का प्रतिनिधित्व करता है), और 24K से ऊपर वाले को बड़े टो कहा जाता है। छोटे टो कार्बन फाइबर में उत्कृष्ट प्रदर्शन, कम उत्पादन और उच्च कीमत है, और आमतौर पर उच्च तकनीक वाले क्षेत्रों जैसे एयरोस्पेस, राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य उद्योग में उपयोग किया जाता है। बड़े टो उत्पादों में अपेक्षाकृत कम प्रदर्शन, कम लागत और कठिन उत्पादन नियंत्रण होता है, और व्यापक रूप से बुनियादी उद्योगों और नागरिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

पूर्ववर्ती तैयारी प्रक्रिया: कताई विलायक के चयन के अनुसार, पोलीमराइजेशन प्रक्रिया की निरंतरता, कताई के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया विधि आदि, अग्रदूत की तैयारी को विभिन्न प्रक्रिया प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। कताई विलायक के अनुसार, इसमें डीएमएसओ (डाइमिथाइल सल्फॉक्साइड), डीएमएसी (एन, एन डाइमिथाइलसेटामाइड), एनएससीएन (सोडियम थायोसाइनेट) और अन्य विभिन्न विलायक श्रेणियां शामिल हैं। पोलीमराइजेशन प्रक्रिया की निरंतरता के अनुसार, इसे वन-स्टेप विधि और टू-स्टेप विधि में विभाजित किया जा सकता है। कताई प्रक्रिया के अनुसार, इसे गीला कताई और शुष्क जेट गीला कताई में विभाजित किया जा सकता है।