કાર્બન ફાઇબરની લાક્ષણિકતાઓ, એપ્લિકેશન અને વિકાસ

કાર્બન ફાઇબરની લાક્ષણિકતાઓ, એપ્લિકેશન અને વિકાસ

1.કાર્બન ફાઇબરની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મો

 કાર્બન ફાઇબર સામગ્રી કાળો, સખત, ઉચ્ચ શક્તિ, હલકો વજન અને ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે અન્ય નવી સામગ્રી છે.તેનું ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ સ્ટીલના 1/4 કરતા ઓછું છે.કાર્બન ફાઇબર રેઝિન સંયુક્ત સામગ્રીની તાણ શક્તિ સામાન્ય રીતે 35000MPa કરતાં વધુ હોય છે, જે સ્ટીલ કરતાં 7.9 ગણી વધારે હોય છે.સ્થિતિસ્થાપકતાનું તાણ મોડ્યુલસ 230000MPa અને 430000MPa વચ્ચે છે.તેથી, CFRP ની ચોક્કસ તાકાત, એટલે કે, સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને તેની ઘનતાનો ગુણોત્તર, 20000MPa/(g/cm3) થી ઉપર છે, પરંતુ A3 સ્ટીલની ચોક્કસ તાકાત 590MPa/(g/cm3) છે. સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ પણ સ્ટીલ કરતા વધારે છે.સામગ્રીની ચોક્કસ તાકાત જેટલી ઊંચી હોય છે, ભાગનું સ્વ-વજન જેટલું નાનું હોય છે, ચોક્કસ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ જેટલું ઊંચું હોય છે, તે ભાગની કઠોરતા વધારે હોય છે.આ અર્થમાં, એન્જિનિયરિંગમાં કાર્બન ફાઇબરની વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવના દર્શાવવામાં આવી છે.ઘણી ઉભરતી સંયુક્ત સામગ્રીના ઉત્તમ ગુણધર્મોને જોવું, જેમ કે પોલિમર કમ્પોઝિટ ગ્લાસ ફાઇબર સામગ્રી, મેટલ-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી અને સિરામિક-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી, ઘણા નિષ્ણાતો આગાહી કરે છે કે સંયુક્ત સામગ્રી સ્ટીલના યુગથી વ્યાપક સામગ્રીના ઉપયોગના યુગમાં પ્રવેશ કરશે.

PAN કાર્બન ફાઇબર અને ફાઇબરગ્લાસ સંયુક્ત સામગ્રી:

(1) યાંત્રિક ગુણધર્મો, ધાતુ કરતાં ઓછી ઘનતા, હલકો વજન;ઉચ્ચ મોડ્યુલસ, ઉચ્ચ કઠોરતા, ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ થાક શક્તિ, ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને લુબ્રિસિટી;ઉત્તમ કંપન એટેન્યુએશન;

(2) નાની ગરમી પ્રતિકાર, સ્થિરતા, થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક, સારી પરિમાણીય સ્થિરતા, થર્મલ વાહકતા;નિષ્ક્રિય ગેસમાં ઉત્તમ ગરમી પ્રતિકાર;

(3) તે વિદ્યુત વાહકતા અને ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વેવ શિલ્ડિંગ પ્રોપર્ટીઝ અને વિદ્યુત વાહકતા અને ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વેવ શિલ્ડિંગ પ્રોપર્ટીઝ ધરાવતી વિવિધ વાહક સામગ્રીથી સંબંધિત છે.(4) તે એક્સ-રે ટ્રાન્સમિટન્સમાં ઉત્તમ છે, અને હેતુ અનુસાર યોગ્ય માળખું તૈયાર કરી શકાય છે.

2007 માં, જાપાનના મુખ્યકાર્બન ફાઇબર સપ્લાયરToray Co., Ltd.એ કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ કરીને અદ્યતન સામગ્રી વિકસાવવા માટે નિસાન મોટર અને અન્ય કંપનીઓ સાથે સહકાર આપ્યો, જે કારના મુખ્ય ભાગો, જેમ કે ચેસિસનું વજન ઘટાડી શકે છે.નવી ટેક્નોલોજી કારના એકંદર વજનમાં 10% ઘટાડો કરે છે અને બળતણના વપરાશમાં 4% થી 5% સુધી સુધારો કરે છે.વધુમાં, અસર પ્રતિકાર પરંપરાગત કરતાં 1.5 ગણો છે.ઉત્પાદકો ત્રણ વર્ષમાં કોમર્શિયલ વાહનોમાં નવી ટેકનોલોજી લાવવાની યોજના ધરાવે છે.નવી ટેક્નોલોજી સમગ્ર વિશ્વમાં ગ્રીનહાઉસ વાયુઓને ઘટાડવા માટે સખત બળતણ બિલના નિયમોની પૃષ્ઠભૂમિ સામે સ્ટીલ-કેન્દ્રિત ઓટોમોટિવ કાચા માલના સ્વિચઓવરને ઝડપી બનાવવાનું વચન આપે છે.

2.કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ

  કાર્બન ફાઇબર એ 90% થી વધુ કાર્બન સામગ્રી સાથેના તંતુઓ માટે સામાન્ય શબ્દ છે, અને તેના ઉચ્ચ કાર્બન સામગ્રી માટે નામ આપવામાં આવ્યું છે.કાર્બન ફાઇબરમાં એલિમેન્ટલ કાર્બનના વિવિધ ઉત્કૃષ્ટ ગુણધર્મો છે, જેમ કે નાની ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ, ગરમી પ્રતિકાર, થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર, રાસાયણિક પ્રતિકાર અને વાહકતા, વગેરે. તે ફાઇબર એન્ટેંગલમેન્ટ અને ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.ખાસ કરીને, તેની ચોક્કસ તાકાત અને ચોક્કસ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ વધારે છે, અને તે ઓક્સિજનને અલગ કરવાની સ્થિતિમાં 2000 ના ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે.તે એક મહત્વપૂર્ણ ઔદ્યોગિક ફાઇબરગ્લાસ કાચો માલ છેઅને સંયુક્ત સામગ્રી, એબ્લેશન સામગ્રી અને હીટ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીને મજબૂત કરવા માટે યોગ્ય છે.આ 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં વિકસિત નવી સામગ્રી છે અને હવે આધુનિક સમાજમાં અનિવાર્ય નવી સામગ્રી બની ગઈ છે.

લેઝર પ્રોડક્ટ્સમાં, PAN કાર્બન ફાઇબરનો પ્રથમ ઉપયોગ ફિશિંગ સળિયા છે.હાલમાં, કાર્બન ફાઇબર ફિશિંગ સળિયાનું વિશ્વનું વાર્ષિક ઉત્પાદન આશરે 12 મિલિયન છે, અને ઉપયોગમાં લેવાતા કાર્બન ફાઇબરનો જથ્થો લગભગ 1,200 ટન છે.ગોલ્ફ ક્લબમાં કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ 1972 માં શરૂ થયો. હાલમાં, ફાઈબ્રા ડી કાર્બનનું વાર્ષિક ઉત્પાદનવિશ્વમાં ગોલ્ફ ક્લબ લગભગ 40 મિલિયન બોટલ છે, અને કાર્બન ફાઇબરની માત્રા 2,000 ટન જેટલી છે.ટેનિસ રેકેટનો ઉપયોગ 1974 માં શરૂ થયો હતો. હવે, વિશ્વમાં ગયા વર્ષે લગભગ 4.5 મિલિયન કાર્બન ફાઇબર રેકેટનું ઉત્પાદન થયું હતું, અને કાર્બન ફાઇબરના ઉપયોગ માટે લગભગ 500 ટનની જરૂર છે.અન્ય વસ્તુઓની સાથે, કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ સ્કી, સ્નો બોટ, સ્કી સ્ટિક, બેઝબોલ બેટ, રોડ ગેમ્સ અને દરિયાઈ રમતોમાં પણ વ્યાપકપણે થાય છે.

હળવા વજન, થાક પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને કાર્બન ફાઇબરના અન્ય ગુણધર્મોને ઓળખીને, તે એરોસ્પેસ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.સ્પેસ ફ્લાઇટના ક્ષેત્રમાં, હાઇ-મોડ્યુલસ કાર્બન ફાઇબરનો ઉપયોગ તેમના હળવા વજન (કઠોરતા) અને પરિમાણીય સ્થિરતાની થર્મલ વાહકતાને કારણે કૃત્રિમ ઉપગ્રહોમાં કરવામાં આવે છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, તેઓ ઇરિડિયમ જેવા સંચાર ઉપગ્રહોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

મોલ્ડિંગ સંયોજન મુખ્યત્વે થર્મોપ્લાસ્ટિક રેઝિનમાં સ્વરૂપમાં મિશ્રિત થાય છેકાચ ફાઇબર સમારેલી સેર, જે મજબૂતીકરણ, એન્ટિ-સ્ટેટિક અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વેવ શિલ્ડિંગની અસર ધરાવે છે, અને તેનો વ્યાપક ઉપયોગ ઘરનાં ઉપકરણો, ઓફિસ સાધનો, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને સંબંધિત ક્ષેત્રોમાં થાય છે.

3.મારા દેશમાં કાર્બન ફાઇબર ઉત્પાદનોની ઉત્પાદન સ્થિતિ

  મારા દેશમાં કાર્બન ફાઈબરનું ઉત્પાદન અને ઉપયોગ હજુ પ્રારંભિક તબક્કામાં છે.સ્થાનિક કાર્બન ફાઇબરની ઉત્પાદન ક્ષમતા કુલ ઉત્પાદનના માત્ર 0.4% જેટલી છેઉચ્ચ પ્રદર્શન કાર્બન ફાઇબર કાપડવિશ્વમાં, અને 90% થી વધુ સ્થાનિક વપરાશ આયાત પર આધારિત છે.PAN પુરોગામીની ગુણવત્તા હંમેશા મારા દેશમાં કાર્બન ફાઇબર ઉદ્યોગના મોટા પાયે ઉત્પાદનને પ્રતિબંધિત કરતી અડચણ રહી છે.વધુમાં, કારણ કે કાર્બન ફાઇબરને લાંબા સમયથી વ્યૂહાત્મક સામગ્રી તરીકે ગણવામાં આવે છે, વિકસિત દેશો બહારની દુનિયા માટે બંધ થઈ ગયા છે.તેથી, ઉદ્યોગ નિષ્ણાતો માને છે કે મૂળભૂત સંશોધનને મજબૂત બનાવવું એ નવીનતાનો પાયો છે અને સ્થાનિક કાર્બન ફાઇબર ઉદ્યોગને વિકસાવવાનો મૂળભૂત માર્ગ છે.

મારા દેશે 1960 થી 1970 ના દાયકા સુધી કાર્બન ફાઇબરનો અભ્યાસ કરવાનું શરૂ કર્યું, લગભગ વિશ્વ સાથે ગતિ જાળવી રાખી.30 વર્ષથી વધુની મહેનત પછી, જાપાનની ટોરે કંપનીએ T300 સ્તરની નજીક કાર્બન ફાઇબર ઉત્પાદનો વિકસાવ્યા છે, પરંતુ આઉટપુટ અને ગુણવત્તા સ્થાનિક માંગને પૂરી કરી શકતી નથી, જે વિદેશી દેશોથી દૂર છે.આંતરરાષ્ટ્રીય અદ્યતન સ્તરની તુલનામાં, સ્થાનિક કાર્બન ફાઇબરની બાકી સમસ્યાઓ ઓછી કાર્બન ફાઇબર શક્તિ, નબળી એકરૂપતા અને સ્થિરતા છે, અને વિકાસ સ્તર અદ્યતન દેશો કરતા લગભગ 20 થી 30 વર્ષ પાછળ છે, અને ઉત્પાદન સ્કેલ નાનું છે, તકનીકી સાધનો પછાત છે, અને ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા નબળી છે.

હાલમાં, વિશ્વની ફાઈબ્રા ડી કાર્બન પ્રીટ ઉત્પાદન ક્ષમતા લગભગ 35,000 ટન છે, અને ચીનના બજારમાં વાર્ષિક માંગ લગભગ 6,500 ટન છે.તે કાર્બન ફાઇબરનો મોટો ઉપભોક્તા છે.જો કે, 2007માં ચીનનું કાર્બન ફાઈબરનું ઉત્પાદન માત્ર 200 ટન હતું અને મુખ્યત્વે નીચા-પ્રદર્શન ઉત્પાદનો.મોટા ભાગનો ઉદ્યોગ આયાત પર આધાર રાખે છે, અને કિંમત ઘણી મોંઘી છે.ઉદાહરણ તરીકે, માનક T300 માર્કેટમાં સ્વતંત્ર બૌદ્ધિક સંપદા અધિકારો સાથે તકનીકી સમર્થનનો અભાવ છે, અને સ્થાનિક સાહસોએ હજુ સુધી સંપૂર્ણ કાર્બન ફાઇબર કોર તકનીકમાં નિપુણતા પ્રાપ્ત કરી નથી.મારા દેશમાં કાર્બન ફાઈબરની ગુણવત્તા, ટેક્નોલોજી અને ઉત્પાદન સ્કેલ વિદેશી દેશો કરતા ખૂબ જ અલગ છે.તેમાંથી, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતી કાર્બન ફાઇબર ટેકનોલોજી જાપાન અને પશ્ચિમી દેશો દ્વારા એકાધિકાર અને અવરોધિત છે.તેથી, કાર્બન ફાઇબરના સ્થાનિકીકરણને સમજવા માટે લાંબી પ્રક્રિયા લે છે.બજારની અછતને કારણે, તાજેતરના વર્ષોમાં ચીનમાં "કાર્બન ફાઇબર તાવ" છે, અને ઘણી વૈજ્ઞાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ અને સાહસોએ કાર્બન ફાઇબર સંશોધન અને હજાર ટન ઔદ્યોગિકીકરણ પ્રોજેક્ટ્સ શરૂ કર્યા છે.

#કાર્બન ફાઇબર સામગ્રી#પોલિમર કમ્પોઝિટ ગ્લાસ ફાઇબર સામગ્રી#કાર્બન ફાઇબર સપ્લાયર#કાચ ફાઇબર સમારેલી સેર#ઉચ્ચ પ્રદર્શન કાર્બન ફાઇબર કાપડ