કાર્બન ફાઇબર સામગ્રીની ઉત્પત્તિ અને ભવિષ્ય

૧૮૬૦ માં, જોસેફ સ્વાને અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓના પ્રોટોટાઇપ, અર્ધ-વેક્યુમ કાર્બન વાયર લેમ્પની શોધ કરી. અંધારાવાળી રાતને પ્રકાશિત કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક લાઇટના તેજસ્વી શરીર તરીકે, કાર્બન ફાઇબર ઉદ્ભવ્યું.

શરૂઆતના કાર્બન ફાઇબર ધ્યાનપાત્ર નહોતા, તે કુદરતી તંતુઓથી બનેલા હતા, જેમાં માળખાકીય મજબૂતાઈ ઓછી હતી, તેમાંથી બનેલા ફિલામેન્ટની ગુણવત્તા નબળી હતી, ઉપયોગમાં સરળતાથી તૂટી જતી હતી, અને તેની ટકાઉપણું આદર્શથી ઘણી દૂર હતી, અને તેને ઝડપથી ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ દ્વારા બદલવામાં આવ્યું હતું. પરિણામે, કાર્બન ફાઇબર સંશોધન સુષુપ્ત સમયગાળામાં પ્રવેશ્યું છે.

૧૯૫૦ ના દાયકામાં, એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં ઉચ્ચ-તાપમાન, કાટ-પ્રતિરોધક અને ઉચ્ચ-શક્તિવાળી સામગ્રીની માંગ વધી, અને લોકોએ ફરીથી કાર્બાઇડ્સ તરફ આશા ફેરવી. શ્રેણીબદ્ધ અભ્યાસો પછી, ૩,૬૦૦ ℃ ના ગલનબિંદુ સાથેની સામગ્રી આખરે મળી આવી અને તેને સત્તાવાર રીતે "કાર્બન ફાઇબર" નામ આપવામાં આવ્યું.

કાર્બન ફાઇબરના શ્રેષ્ઠ ગુણધર્મો હલકો, ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ શક્તિ અને ચોક્કસ મોડ્યુલસ છે, તેની ઘનતા સ્ટીલના 1/4 કરતા ઓછી છે, તેની તાણ ગુણોત્તર શક્તિ લોખંડ કરતા લગભગ 10 ગણી છે, સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ કરતા ખેંચાણ લોખંડ કરતા લગભગ 7 ગણું છે. વધુમાં, કાર્બન ફાઇબરમાં વિવિધ પ્રકારની ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ છે, જેમ કે થાક ન લાગવો, કાટ ન લાગવો, રાસાયણિક સ્થિરતા અને સારી થર્મલ સ્થિરતા.

એરો-એન્જિનના ક્ષેત્રમાં, કાર્બન ફાઇબર મુખ્યત્વે રેઝિન, ધાતુ, સિરામિક્સ અને અન્ય સબસ્ટ્રેટ સાથે રિઇનફોર્સ્ડ બેઝના સ્વરૂપમાં જોડવામાં આવે છે, અને આ સંયોજનને કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ કમ્પોઝીટ (CFRP) કહેવામાં આવે છે, તે વજન ઘટાડવા અને કાર્યક્ષમતા, અવાજ અને ઉત્સર્જન ઘટાડવા, સામગ્રીની શક્તિ અને બળતણ અર્થતંત્રમાં સુધારો કરવાની દ્રષ્ટિએ સારી રીતે કાર્ય કરે છે.
કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ ડબલ મેલિક એમાઇડ (BMI) થી બનેલા GEnx વેરિયેબલ ઓવરફ્લો વાલ્વ (VBV) કેથેટર જેવા એરો-એન્જિનના ઉચ્ચ-તાપમાન ઘટકોમાં પણ કમ્પોઝીટનો ઉપયોગ ધીમે ધીમે થઈ રહ્યો છે, જેનું વજન પ્રતિ કેથેટર માત્ર 3.6 કિલો છે. રશિયન SaM146 એન્જિન પર મિક્સ્ડ-ફ્લો નોઝલ (MFN) કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ BMI ભાગોનો પણ ઉપયોગ કરે છે, જે ધાતુ કરતા લગભગ 20 કિલોગ્રામ હળવા હોય છે.

ભવિષ્યમાં, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટની મજબૂતાઈ અને કઠિનતામાં વધુ વધારો થવા સાથે, એરો-એન્જિનમાં કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટનો ઉપયોગ લોકપ્રિય થશે: થર્મલ સંકોચન પ્લાસ્ટિક પ્રક્રિયા રચનાના CFRTP ને વધારવું, CFRC કાર્બન/કાર્બન કમ્પોઝિટ બનાવવા માટે કાર્બન પ્રક્રિયાને વધારવી, CFRM મેટલ પ્રક્રિયાની રચનાને વધારવી, રબર પ્રક્રિયા CFRR ની રચનાને વધારવી ...... બંને દિશામાં, કાર્બન ફાઇબર કમ્પોઝિટ ભવિષ્યના ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એરો-એન્જિન માટે આવશ્યક સામગ્રી હશે.