कार्बन फाइबर सामग्री की उत्पत्ति और भविष्य

1860 में, जोसेफ स्वान ने तापदीप्त लैंप के प्रोटोटाइप का आविष्कार किया, अर्ध-वैक्यूम कार्बन वायर लैंप। अंधेरी रात को रोशन करने के लिए, बिजली के प्रकाश के चमकदार शरीर के रूप में, कार्बन फाइबर का निर्माण हुआ।

शुरुआती कार्बन फाइबर ध्यान देने योग्य नहीं था, यह प्राकृतिक फाइबर से बना था, इसमें बहुत कम संरचनात्मक ताकत थी, इससे बने फिलामेंट की गुणवत्ता खराब थी, उपयोग में आसानी से टूट जाती थी, और इसका स्थायित्व आदर्श से बहुत दूर था, और इसे जल्दी से टंगस्टन फिलामेंट द्वारा बदल दिया गया। नतीजतन, कार्बन फाइबर अनुसंधान एक निष्क्रिय अवधि में प्रवेश कर गया है।

1950 के दशक में, एयरोस्पेस क्षेत्र में उच्च तापमान, संक्षारण प्रतिरोधी और उच्च शक्ति वाली सामग्रियों की मांग बढ़ गई, और लोगों ने फिर से कार्बाइड की ओर अपनी उम्मीदें लगा दीं। अध्ययनों की एक श्रृंखला के बाद, 3,600 ℃ के पिघलने बिंदु वाली सामग्री को अंततः पाया गया और आधिकारिक तौर पर "कार्बन फाइबर" नाम दिया गया।

कार्बन फाइबर के सबसे अच्छे गुण हल्के वजन, उच्च शक्ति, उच्च विशिष्ट शक्ति और विशिष्ट मापांक हैं, इसका घनत्व स्टील के 1/4 से भी कम है, इसकी तन्यता अनुपात शक्ति लोहे की तुलना में लगभग 10 गुना है, लोचदार मापांक लोहे की तुलना में लगभग 7 गुना है। इसके अलावा, कार्बन फाइबर में कई बेहतरीन विशेषताएं हैं, जैसे कि गैर-थकान, गैर-जंग, रासायनिक स्थिरता और अच्छी थर्मल स्थिरता।

एयरो-इंजन के क्षेत्र में, कार्बन फाइबर को मुख्य रूप से प्रबलित आधार के रूप में राल, धातु, सिरेमिक और अन्य सबस्ट्रेट्स के साथ जोड़ा जाता है, और संयोजन को कार्बन फाइबर प्रबलित कंपोजिट (सीएफआरपी) कहा जाता है, यह वजन में कमी और दक्षता, शोर और उत्सर्जन को कम करने, सामग्री की ताकत और ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार के मामले में अच्छी तरह से काम करता है।
कंपोजिट का उपयोग धीरे-धीरे एयरो-इंजन के उच्च तापमान वाले घटकों में भी किया जा रहा है, जैसे कि कार्बन फाइबर प्रबलित डबल मैलिक एमाइड (बीएमआई) से बना जीईएनएक्स वेरिएबल ओवरफ्लो वाल्व (वीबीवी) कैथेटर, जिसका वजन प्रति कैथेटर केवल 3.6 किलोग्राम है। रूसी SaM146 इंजन पर मिश्रित-प्रवाह नोजल (MFN) में भी कार्बन फाइबर प्रबलित BMI भागों का उपयोग किया जाता है, जो धातु से लगभग 20 किलोग्राम हल्के होते हैं।

भविष्य में, कार्बन फाइबर कंपोजिट की ताकत और कठोरता में और वृद्धि के साथ, एयरो-इंजन में कार्बन फाइबर कंपोजिट का अनुप्रयोग लोकप्रिय होगा: थर्मल संकोचन प्लास्टिक प्रक्रिया गठन के सीएफआरटीपी को बढ़ाएं, सीएफआरसी कार्बन/कार्बन कंपोजिट बनाने के लिए कार्बन प्रक्रिया को बढ़ाएं, सीएफआरएम धातु प्रक्रिया के गठन को बढ़ाएं, रबर प्रक्रिया सीएफआरआर के गठन को बढ़ाएं...... किसी भी दिशा में, कार्बन फाइबर कंपोजिट भविष्य के उच्च प्रदर्शन वाले एयरो-इंजन के लिए आवश्यक सामग्री होगी।