കാർബൺ ഫൈബർ സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ

കാർബൺ-കാർബൺ സംയുക്ത സാമഗ്രികളുടെ അവലോകനം

കാർബൺ/കാർബൺ (സി/സി) സംയോജിത മെറ്റീരിയൽഉയർന്ന ശക്തിയും മോഡുലസും, നേരിയ പ്രത്യേക ഗുരുത്വാകർഷണം, ചെറിയ താപ വികാസ ഗുണകം, തുരുമ്പെടുക്കൽ പ്രതിരോധം, താപ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം, നല്ല ഘർഷണ പ്രതിരോധം, നല്ല രാസ സ്ഥിരത എന്നിവ പോലുള്ള മികച്ച ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു കാർബൺ ഫൈബർ റൈൻഫോഴ്സ്ഡ് കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലാണ്. ഇത് ഒരു പുതിയ തരം അൾട്രാ ഹൈ ടെമ്പറേച്ചർ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലാണ്.

C/C കമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയൽഒരു മികച്ച താപ ഘടന-ഫങ്ഷണൽ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് മെറ്റീരിയലാണ്. മറ്റ് ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള സംയുക്ത സാമഗ്രികൾ പോലെ, ഇത് ഒരു ഫൈബർ-റൈൻഫോർഡ് ഘട്ടവും അടിസ്ഥാന ഘട്ടവും ചേർന്ന ഒരു സംയുക്ത ഘടനയാണ്. വ്യത്യാസം എന്തെന്നാൽ, ഉറപ്പിച്ച ഘട്ടവും അടിസ്ഥാന ഘട്ടവും പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളുള്ള ശുദ്ധമായ കാർബൺ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതാണ്.

കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്ത സാമഗ്രികൾപ്രധാനമായും കാർബൺ ഫീൽ, കാർബൺ തുണി, കാർബൺ ഫൈബർ ബലപ്പെടുത്തൽ, നീരാവി നിക്ഷേപിച്ച കാർബൺ മാട്രിക്സ് എന്നിവ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ഇതിന് ഒരു മൂലകം മാത്രമേയുള്ളൂ, അത് കാർബൺ ആണ്. സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, കാർബണൈസേഷൻ വഴി ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന കാർബൺ കാർബൺ കൊണ്ട് സങ്കലനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു അല്ലെങ്കിൽ റെസിൻ (അല്ലെങ്കിൽ അസ്ഫാൽറ്റ്), അതായത് കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥങ്ങൾ മൂന്ന് കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

കാർബൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ

1) കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്

കാർബൺ ഫൈബർ ബണ്ടിലുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പും ഫൈബർ തുണിത്തരങ്ങളുടെ ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പനയുമാണ് നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം.സി/സി സംയുക്തം. C/C കമ്പോസിറ്റുകളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും തെർമോഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ഫൈബർ തരങ്ങളും തുണി നെയ്ത്ത് പാരാമീറ്ററുകളും യുക്തിസഹമായി തിരഞ്ഞെടുത്ത് നിർണ്ണയിക്കാനാകും, നൂൽ ബണ്ടിൽ ക്രമീകരണ ഓറിയൻ്റേഷൻ, നൂൽ ബണ്ടിൽ സ്പെയ്സിംഗ്, നൂൽ ബണ്ടിൽ വോളിയം ഉള്ളടക്കം മുതലായവ.

2) കാർബൺ ഫൈബർ പ്രീഫോം തയ്യാറാക്കൽ

കാർബൺ ഫൈബർ പ്രിഫോം എന്നത് ഡെൻസിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനായി ഉൽപ്പന്ന രൂപത്തിനും പ്രകടന ആവശ്യകതകൾക്കും അനുസൃതമായി ഫൈബറിൻ്റെ ആവശ്യമായ ഘടനാപരമായ ആകൃതിയിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ഒരു ശൂന്യതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മുൻകൂട്ടി തയ്യാറാക്കിയ ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങൾക്കായി മൂന്ന് പ്രധാന പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികളുണ്ട്: മൃദുവായ നെയ്ത്ത്, കഠിനമായ നെയ്ത്ത്, മൃദുവും കഠിനവുമായ മിശ്രിത നെയ്ത്ത്. പ്രധാന നെയ്ത്ത് പ്രക്രിയകൾ ഇവയാണ്: ഉണങ്ങിയ നൂൽ നെയ്ത്ത്, പ്രീ-ഇംപ്രെഗ്നേറ്റഡ് വടി ഗ്രൂപ്പ് ക്രമീകരണം, ഫൈൻ നെയ്ത്ത് പഞ്ചർ, ഫൈബർ വൈൻഡിംഗ്, ത്രിമാന മൾട്ടി-ഡയറക്ഷണൽ മൊത്തത്തിലുള്ള നെയ്ത്ത്. നിലവിൽ, സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രധാന നെയ്ത്ത് പ്രക്രിയ ത്രിമാന മൊത്തത്തിലുള്ള മൾട്ടി-ഡയറക്ഷണൽ നെയ്ത്ത് ആണ്. നെയ്ത്ത് പ്രക്രിയയിൽ, എല്ലാ നെയ്ത നാരുകളും ഒരു നിശ്ചിത ദിശയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഓരോ ഫൈബറും അതിൻ്റേതായ ദിശയിൽ ഒരു നിശ്ചിത കോണിൽ ഓഫ്‌സെറ്റ് ചെയ്യുകയും പരസ്പരം ഇഴചേർന്ന് ഒരു തുണി ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. C/C കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഓരോ ദിശയിലും നാരുകളുടെ വോളിയം ഉള്ളടക്കം ഫലപ്രദമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ത്രിമാന മൾട്ടി-ഡയറക്ഷണൽ മൊത്തത്തിലുള്ള ഫാബ്രിക്ക് രൂപീകരിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും എന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ സവിശേഷത, അതുവഴി C/C കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലിന് ന്യായമായ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ചെലുത്താനാകും. എല്ലാ ദിശകളിലും.

3) സി/സി ഡെൻസിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ

സാന്ദ്രതയുടെ ബിരുദവും കാര്യക്ഷമതയും പ്രധാനമായും ഫാബ്രിക് ഘടനയും അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ബാധിക്കുന്നു. ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ കാർബണൈസേഷൻ, കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (സിവിഡി), കെമിക്കൽ നീരാവി നുഴഞ്ഞുകയറ്റം (സിവിഐ), കെമിക്കൽ ലിക്വിഡ് ഡിപ്പോസിഷൻ, പൈറോളിസിസ്, മറ്റ് രീതികൾ എന്നിവ നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രോസസ്സ് രീതികളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. രണ്ട് പ്രധാന തരം പ്രക്രിയ രീതികളുണ്ട്: ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ കാർബണൈസേഷൻ പ്രക്രിയയും രാസ നീരാവി നുഴഞ്ഞുകയറ്റ പ്രക്രിയയും.

ലിക്വിഡ് ഫേസ് ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ-കാർബണൈസേഷൻ

ലിക്വിഡ് ഫേസ് ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ രീതി ഉപകരണങ്ങളിൽ താരതമ്യേന ലളിതവും വിപുലമായ പ്രയോഗക്ഷമതയുള്ളതുമാണ്, അതിനാൽ സി/സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന രീതിയാണ് ലിക്വിഡ് ഫേസ് ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ രീതി. കാർബൺ ഫൈബർ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച പ്രീഫോം ലിക്വിഡ് ഇംപ്രെഗ്‌നൻ്റിലേക്ക് മുക്കി, ഗർഭധാരണത്തെ പ്രഷറൈസേഷൻ വഴി പ്രിഫോമിൻ്റെ ശൂന്യതയിലേക്ക് പൂർണ്ണമായി തുളച്ചുകയറുക, തുടർന്ന് ക്യൂറിംഗ്, കാർബണൈസേഷൻ, ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ തുടങ്ങിയ പ്രക്രിയകളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ ഒടുവിൽ നേടുക.സി/സി സംയുക്ത സാമഗ്രികൾ. സാന്ദ്രത ആവശ്യകതകൾ കൈവരിക്കുന്നതിന് ആവർത്തിച്ചുള്ള ഇംപ്രെഗ്നേഷനും കാർബണൈസേഷൻ സൈക്കിളുകളും ആവശ്യമാണ് എന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ പോരായ്മ. ലിക്വിഡ് ഫേസ് ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ രീതിയിലുള്ള ഗർഭധാരണത്തിൻ്റെ ഘടനയും ഘടനയും വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഇത് സാന്ദ്രതയുടെ കാര്യക്ഷമതയെ മാത്രമല്ല, ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ, ഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങളെയും ബാധിക്കുന്നു. ലിക്വിഡ് ഫേസ് ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച് സി/സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കുമ്പോൾ ഗർഭിണിയുടെ കാർബണൈസേഷൻ വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതും ഗർഭിണികളുടെ വിസ്കോസിറ്റി കുറയ്ക്കുന്നതും എല്ലായ്പ്പോഴും പരിഹരിക്കേണ്ട പ്രധാന പ്രശ്നങ്ങളിലൊന്നാണ്. ഗർഭിണികളുടെ ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റിയും കുറഞ്ഞ കാർബണൈസേഷൻ വിളവും സി/സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉയർന്ന വിലയ്ക്കുള്ള ഒരു പ്രധാന കാരണമാണ്. ഗർഭിണികളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് സി/സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും അവയുടെ വില കുറയ്ക്കാനും മാത്രമല്ല, സി/സി കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വിവിധ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. C/C സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ ചികിത്സ കാർബൺ ഫൈബർ വായുവിൽ 360 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫൈബർ കാർബൺ ഫൈബറിനേക്കാൾ അല്പം മികച്ചതാണ്, അതിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ താപനില 420 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു. C/C സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ താപനില ഏകദേശം 450 ° C ആണ്. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഓക്‌സിഡേറ്റീവ് അന്തരീക്ഷത്തിൽ C/C കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഓക്‌സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ വളരെ എളുപ്പമാണ്, താപനില കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഓക്‌സിഡേഷൻ നിരക്ക് അതിവേഗം വർദ്ധിക്കുന്നു. ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ നടപടികളൊന്നും ഇല്ലെങ്കിൽ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഓക്സിഡേറ്റീവ് പരിതസ്ഥിതിയിൽ C/C സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ദീർഘകാല ഉപയോഗം അനിവാര്യമായും വിനാശകരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. അതിനാൽ, സി/സി സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ ചികിത്സ അതിൻ്റെ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയുടെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഭാഗമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, ആന്തരിക ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ, ആൻറി ഓക്സിഡേഷൻ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം.

കെമിക്കൽ നീരാവി ഘട്ടം

കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD അല്ലെങ്കിൽ CVI) സുഷിരങ്ങൾ നിറയ്ക്കുന്നതിനും സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഉദ്ദേശ്യം കൈവരിക്കുന്നതിന് ശൂന്യമായ സുഷിരങ്ങളിൽ നേരിട്ട് കാർബൺ നിക്ഷേപിക്കുന്നതാണ്. നിക്ഷേപിച്ച കാർബൺ ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ ഫൈബറുമായി നല്ല ശാരീരിക അനുയോജ്യതയും ഉണ്ട്. ഇംപ്രെഗ്നേഷൻ രീതി പോലെ റീ-കാർബണൈസേഷൻ സമയത്ത് ഇത് ചുരുങ്ങുകയില്ല, ഈ രീതിയുടെ ഭൗതികവും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മികച്ചതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, CVD പ്രക്രിയയിൽ, ശൂന്യമായ ഉപരിതലത്തിൽ കാർബൺ നിക്ഷേപിച്ചാൽ, ആന്തരിക സുഷിരങ്ങളിലേക്ക് വാതകം വ്യാപിക്കുന്നത് തടയും. ഉപരിതലത്തിൽ നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്ന കാർബൺ യാന്ത്രികമായി നീക്കം ചെയ്യുകയും തുടർന്ന് ഒരു പുതിയ റൗണ്ട് നിക്ഷേപം നടത്തുകയും വേണം. കട്ടിയുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക്, സിവിഡി രീതിക്കും ചില ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ട്, ഈ രീതിയുടെ ചക്രം വളരെ ദൈർഘ്യമേറിയതാണ്.