കാർബൺ ഫൈബർ വസ്തുക്കളുടെ ഉത്ഭവവും ഭാവിയും

1860-ൽ ജോസഫ് സ്വാൻ ഇൻകാൻഡസെന്റ് ലാമ്പുകളുടെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് കണ്ടുപിടിച്ചു, സെമി-വാക്വം കാർബൺ വയർ ലാമ്പ്. ഇരുണ്ട രാത്രിയെ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നതിന്, വൈദ്യുത വിളക്കിന്റെ തിളക്കമുള്ള ശരീരമായി, കാർബൺ ഫൈബർ സംഭവിച്ചു.

ആദ്യകാല കാർബൺ ഫൈബർ ശ്രദ്ധേയമായിരുന്നില്ല, അത് പ്രകൃതിദത്ത നാരുകൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചത്, ഘടനാപരമായ ശക്തി കുറവായിരുന്നു, അതിൽ നിർമ്മിച്ച ഫിലമെന്റിന്റെ ഗുണനിലവാരം മോശമായിരുന്നു, ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ എളുപ്പത്തിൽ പൊട്ടിപ്പോകുമായിരുന്നു, അതിന്റെ ഈട് ആദർശത്തിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയായിരുന്നു, പെട്ടെന്ന് ഒരു ടങ്സ്റ്റൺ ഫിലമെന്റ് ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചു. തൽഫലമായി, കാർബൺ ഫൈബർ ഗവേഷണം ഒരു നിഷ്ക്രിയ കാലഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിച്ചു.

1950-കളിൽ, എയ്‌റോസ്‌പേസ് മേഖലയിൽ ഉയർന്ന താപനിലയും, നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതും, ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ളതുമായ വസ്തുക്കളുടെ ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചു, ആളുകൾ വീണ്ടും കാർബൈഡുകളിലേക്ക് പ്രതീക്ഷകൾ തിരിച്ചു. ഒരു കൂട്ടം പഠനങ്ങൾക്ക് ശേഷം, 3,600 ℃ ദ്രവണാങ്കമുള്ള മെറ്റീരിയൽ ഒടുവിൽ കണ്ടെത്തി ഔദ്യോഗികമായി "കാർബൺ ഫൈബർ" എന്ന് നാമകരണം ചെയ്തു.

കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ ഏറ്റവും മികച്ച ഗുണങ്ങൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതും, ഉയർന്ന ശക്തിയും, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തിയും, നിർദ്ദിഷ്ട മോഡുലസും ആണ്, അതിന്റെ സാന്ദ്രത സ്റ്റീലിന്റെ 1/4 ൽ താഴെയാണ്, അതിന്റെ ടെൻസൈൽ അനുപാത ശക്തി ഇരുമ്പിന്റെ 10 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്, ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസിനേക്കാൾ 7 മടങ്ങ് സ്ട്രെച്ചിംഗ് ആണ്. കൂടാതെ, കാർബൺ ഫൈബറിന് ക്ഷീണമില്ലാത്തത്, തുരുമ്പെടുക്കാത്തത്, രാസ സ്ഥിരത, നല്ല താപ സ്ഥിരത എന്നിങ്ങനെ വിവിധ മികച്ച സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്.

എയ്‌റോ-എഞ്ചിൻ മേഖലയിൽ, കാർബൺ ഫൈബർ പ്രധാനമായും റെസിൻ, ലോഹം, സെറാമിക്സ്, മറ്റ് അടിവസ്ത്രങ്ങൾ എന്നിവയുമായി റൈൻഫോഴ്‌സ്ഡ് ബേസിന്റെ രൂപത്തിൽ സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ സംയോജനത്തെ കാർബൺ ഫൈബർ റീഇൻഫോഴ്‌സ്ഡ് കോമ്പോസിറ്റുകൾ (CFRP) എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിലും കാര്യക്ഷമതയിലും നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ശബ്ദവും ഉദ്‌വമനവും കുറയ്ക്കുന്നു, മെറ്റീരിയൽ ശക്തിയും ഇന്ധനക്ഷമതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
കാർബൺ ഫൈബർ റീഇൻഫോഴ്‌സ്ഡ് ഡബിൾ മാലിക് അമൈഡ് (BMI) കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച, ഒരു കത്തീറ്ററിന് 3.6 കിലോഗ്രാം മാത്രം ഭാരമുള്ള, GEnx വേരിയബിൾ ഓവർഫ്ലോ വാൽവ് (VBV) കത്തീറ്റർ പോലുള്ള എയറോ-എഞ്ചുകളുടെ ഉയർന്ന താപനില ഘടകങ്ങളിലും കോമ്പോസിറ്റുകൾ ക്രമേണ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. റഷ്യൻ SaM146 എഞ്ചിനിലെ മിക്സഡ്-ഫ്ലോ നോസിൽ (MFN) കാർബൺ ഫൈബർ റീഇൻഫോഴ്‌സ്ഡ് BMI ഭാഗങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ ലോഹത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 20 കിലോഗ്രാം ഭാരം കുറവാണ്.

ഭാവിയിൽ, കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളുടെ ശക്തിയും കാഠിന്യവും കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതോടെ, എയറോ-എഞ്ചിനുകളിൽ കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങളുടെ പ്രയോഗം ജനപ്രിയമാകും: തെർമൽ ഷ്രിങ്ക്ജ് പ്ലാസ്റ്റിക് പ്രക്രിയ രൂപീകരണത്തിന്റെ CFRTP വർദ്ധിപ്പിക്കുക, CFRC കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്തങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാർബൺ പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തുക, CFRM ലോഹ പ്രക്രിയയുടെ രൂപീകരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുക, റബ്ബർ പ്രക്രിയയുടെ രൂപീകരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുക CFRR ...... രണ്ട് ദിശകളിലും, ഭാവിയിലെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള എയറോ-എഞ്ചിനുകൾക്ക് കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾ അത്യാവശ്യമായ വസ്തുവായിരിക്കും.