کاربن فائبر مرکب مواد کی تیاری کا عمل

کاربن کاربن مرکب مواد کا جائزہ

کاربن/کاربن (C/C) جامع موادیہ ایک کاربن فائبر سے تقویت یافتہ جامع مواد ہے جس میں اعلیٰ طاقت اور ماڈیولس، ہلکی مخصوص کشش ثقل، چھوٹے تھرمل توسیعی گتانک، سنکنرن مزاحمت، تھرمل جھٹکا مزاحمت، اچھی رگڑ مزاحمت، اور اچھی کیمیائی استحکام جیسی بہترین خصوصیات کی ایک سیریز ہے۔ یہ ایک نئی قسم کا انتہائی اعلی درجہ حرارت مرکب مواد ہے۔

C/C جامع موادایک بہترین تھرمل ڈھانچہ فنکشنل انٹیگریٹڈ انجینئرنگ مواد ہے۔ دیگر اعلی کارکردگی والے جامع مواد کی طرح، یہ ایک جامع ڈھانچہ ہے جو فائبر سے تقویت یافتہ مرحلے اور ایک بنیادی مرحلے پر مشتمل ہے۔ فرق یہ ہے کہ تقویت یافتہ مرحلہ اور بنیادی مرحلہ دونوں خاص خصوصیات کے ساتھ خالص کاربن پر مشتمل ہیں۔

کاربن/کاربن مرکب موادبنیادی طور پر کاربن فیلٹ، کاربن کپڑا، کمک کے طور پر کاربن فائبر اور میٹرکس کے طور پر بخارات جمع کاربن سے بنے ہیں، لیکن اس میں صرف ایک عنصر ہے، جو کاربن ہے۔ کثافت بڑھانے کے لیے، کاربنائزیشن سے پیدا ہونے والے کاربن کو کاربن سے رنگ دیا جاتا ہے یا رال (یا اسفالٹ) سے رنگین کیا جاتا ہے، یعنی کاربن/کاربن مرکب مواد تین کاربن مواد سے بنا ہوتا ہے۔

کاربن کاربن مرکب مواد کی تیاری کا عمل

1) کاربن فائبر کا انتخاب

کاربن فائبر بنڈلوں کا انتخاب اور فائبر کپڑوں کا ساختی ڈیزائن مینوفیکچرنگ کی بنیاد ہے۔C/C مرکب. C/C کمپوزائٹس کی مکینیکل خصوصیات اور تھرمو فزیکل خصوصیات کا تعین فائبر کی اقسام اور فیبرک ویونگ پیرامیٹرز، جیسے دھاگے کے بنڈل کی ترتیب اورینٹیشن، یارن بنڈل اسپیسنگ، یارن بنڈل کے حجم کا مواد، وغیرہ کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔

2) کاربن فائبر پریفارم کی تیاری

کاربن فائبر پریفارم سے مراد وہ خالی جگہ ہے جو کثافت کے عمل کو انجام دینے کے لیے مصنوعات کی شکل اور کارکردگی کی ضروریات کے مطابق فائبر کی مطلوبہ ساختی شکل میں بنتی ہے۔ پہلے سے بنائے گئے ساختی حصوں کے لیے پروسیسنگ کے تین اہم طریقے ہیں: نرم بنائی، سخت بنائی اور نرم اور سخت مخلوط بنائی۔ بنائی کے اہم عمل یہ ہیں: خشک سوت کی بنائی، پہلے سے رنگدار راڈ گروپ ترتیب، عمدہ بنائی پنکچر، فائبر وائنڈنگ اور تین جہتی کثیر جہتی مجموعی طور پر بنائی۔ فی الحال، C جامع مواد میں استعمال ہونے والا بنیادی بنائی کا عمل تین جہتی مجموعی طور پر کثیر جہتی بنائی ہے۔ بنائی کے عمل کے دوران، تمام بنے ہوئے ریشوں کو ایک خاص سمت میں ترتیب دیا جاتا ہے۔ ہر فائبر کو اپنی سمت کے ساتھ ایک خاص زاویہ پر آفسیٹ کیا جاتا ہے اور ایک دوسرے کے ساتھ مل کر ایک کپڑا بنتا ہے۔ اس کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ ایک تین جہتی کثیر جہتی مجموعی تانے بانے بنا سکتا ہے، جو C/C جامع مواد کی ہر سمت میں ریشوں کے حجم کے مواد کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کر سکتا ہے، تاکہ C/C جامع مواد معقول میکانکی خصوصیات کا استعمال کر سکے۔ تمام سمتوں میں.

3) C/C کثافت کا عمل

کثافت کی ڈگری اور کارکردگی بنیادی طور پر تانے بانے کی ساخت اور بنیادی مواد کے عمل کے پیرامیٹرز سے متاثر ہوتی ہے۔ اس وقت استعمال ہونے والے عمل کے طریقوں میں امپریگنیشن کاربنائزیشن، کیمیائی بخارات جمع (CVD)، کیمیائی بخارات کی دراندازی (CVI)، کیمیائی مائع جمع، پائرولیسس اور دیگر طریقے شامل ہیں۔ عمل کے طریقوں کی دو اہم اقسام ہیں: امپریگنیشن کاربنائزیشن عمل اور کیمیائی بخارات کی دراندازی کا عمل۔

مائع فیز امپریگنیشن - کاربنائزیشن

مائع فیز امپریگنیشن کا طریقہ سازوسامان میں نسبتاً آسان ہے اور اس کا وسیع اطلاق ہوتا ہے، اس لیے مائع فیز امپریگنیشن کا طریقہ C/C مرکب مواد کی تیاری کے لیے ایک اہم طریقہ ہے۔ یہ کاربن فائبر سے بنے پریفارم کو مائع امپریگننٹ میں ڈبونا ہے، اور امپرینٹ کو پریشرائزیشن کے ذریعے پریفارم کی خالی جگہوں میں مکمل طور پر گھسنا ہے، اور پھر کیورنگ، کاربونائزیشن اور گرافیٹائزیشن جیسے عمل کی ایک سیریز کے ذریعے، آخر کار حاصل کرنا ہے۔C/C جامع مواد. اس کا نقصان یہ ہے کہ کثافت کی ضروریات کو حاصل کرنے کے لیے اسے بار بار حمل اور کاربنائزیشن کے چکر لگتے ہیں۔ مائع مرحلے کے حمل کے طریقہ کار میں حاملہ کی ساخت اور ساخت بہت اہم ہے۔ یہ نہ صرف کثافت کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے بلکہ مصنوعات کی میکانکی اور جسمانی خصوصیات کو بھی متاثر کرتا ہے۔ امپریگننٹ کی کاربنائزیشن پیداوار کو بہتر بنانا اور امپرینٹنٹ کی واسکاسیٹی کو کم کرنا مائع فیز امپریگنیشن طریقہ سے C/C کمپوزٹ مواد کی تیاری میں حل کیے جانے والے کلیدی مسائل میں سے ایک ہمیشہ رہا ہے۔ حاملہ کی اعلی viscosity اور کم کاربنائزیشن پیداوار C/C مرکب مواد کی زیادہ قیمت کی ایک اہم وجہ ہے۔ امپریگننٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے سے نہ صرف C/C مرکب مواد کی پیداواری کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے اور ان کی لاگت کو کم کیا جا سکتا ہے، بلکہ C/C مرکب مواد کی مختلف خصوصیات کو بھی بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ C/C مرکب مواد کا اینٹی آکسیڈیشن علاج کاربن فائبر ہوا میں 360 ° C پر آکسائڈائز ہونا شروع کر دیتا ہے۔ گریفائٹ فائبر کاربن فائبر سے قدرے بہتر ہے، اور اس کا آکسیکرن درجہ حرارت 420 ° C پر آکسیڈائز ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ C/C جامع مواد کا آکسیکرن درجہ حرارت تقریباً 450 °C ہے۔ اعلی درجہ حرارت والے آکسیڈیٹیو ماحول میں C/C مرکب مواد آکسائڈائز کرنا بہت آسان ہے، اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ آکسیکرن کی شرح تیزی سے بڑھ جاتی ہے۔ اگر کوئی اینٹی آکسیڈیشن اقدامات نہیں ہیں تو، اعلی درجہ حرارت کے آکسیڈیٹیو ماحول میں C/C مرکب مواد کا طویل مدتی استعمال لامحالہ تباہ کن نتائج کا باعث بنے گا۔ لہذا، C/C مرکب مواد کا اینٹی آکسیڈیشن علاج اس کی تیاری کے عمل کا ایک ناگزیر حصہ بن گیا ہے۔ اینٹی آکسیکرن ٹیکنالوجی کے نقطہ نظر سے، یہ اندرونی اینٹی آکسیکرن ٹیکنالوجی اور اینٹی آکسیکرن کوٹنگ ٹیکنالوجی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے.

کیمیائی بخارات کا مرحلہ

کیمیائی بخارات جمع کرنا (CVD یا CVI) سوراخوں کو بھرنے اور کثافت کو بڑھانے کے مقصد کو حاصل کرنے کے لئے خالی جگہ کے سوراخوں میں کاربن کو براہ راست جمع کرنا ہے۔ جمع شدہ کاربن گرافٹائز کرنا آسان ہے، اور فائبر کے ساتھ اچھی جسمانی مطابقت رکھتا ہے۔ یہ دوبارہ کاربنائزیشن کے دوران سکڑ نہیں جائے گا جیسے امپریگنیشن طریقہ، اور اس طریقہ کی جسمانی اور مکینیکل خصوصیات بہتر ہیں۔ تاہم، CVD کے عمل کے دوران، اگر کاربن خالی جگہ پر جمع ہوتا ہے، تو یہ گیس کو اندرونی سوراخوں میں پھیلنے سے روکے گا۔ سطح پر جمع کاربن کو میکانکی طور پر ہٹایا جانا چاہیے اور پھر جمع کرنے کا ایک نیا دور کیا جانا چاہیے۔ موٹی مصنوعات کے لیے، سی وی ڈی کے طریقہ کار میں بھی کچھ مشکلات ہیں، اور اس طریقہ کار کا چکر بھی بہت طویل ہے۔