आज के तीव्र तकनीकी विकास के युग में, कार्बन फाइबर कंपोजिट अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण कई क्षेत्रों में अपना नाम कमा रहे हैं। एयरोस्पेस में उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों से लेकर खेल के सामान की दैनिक जरूरतों तक, कार्बन फाइबर कंपोजिट ने काफी संभावनाएं दिखाई हैं। हालाँकि, उच्च-प्रदर्शन कार्बन फाइबर कंपोजिट तैयार करने के लिए, सक्रियण उपचारकार्बन फाइबरएक महत्वपूर्ण कदम है.
कार्बन फाइबर सतह इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप चित्र
कार्बन फाइबर, एक उच्च प्रदर्शन फाइबर सामग्री, में कई आकर्षक गुण हैं। यह मुख्य रूप से कार्बन से बना है और इसमें लम्बी फिलामेंटरी संरचना है। सतह संरचना के दृष्टिकोण से, कार्बन फाइबर की सतह अपेक्षाकृत चिकनी होती है और इसमें कम सक्रिय कार्यात्मक समूह होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि कार्बन फाइबर की तैयारी के दौरान, उच्च तापमान कार्बोनाइजेशन और अन्य उपचार कार्बन फाइबर की सतह को अधिक निष्क्रिय अवस्था में प्रस्तुत करते हैं। सतह की यह संपत्ति कार्बन फाइबर कंपोजिट की तैयारी में चुनौतियों की एक श्रृंखला लाती है।
चिकनी सतह कार्बन फाइबर और मैट्रिक्स सामग्री के बीच के बंधन को कमजोर बनाती है। कंपोजिट की तैयारी में, मैट्रिक्स सामग्री के लिए सतह पर एक मजबूत बंधन बनाना मुश्किल होता हैकार्बन फाइबर, जो समग्र सामग्री के समग्र प्रदर्शन को प्रभावित करता है। दूसरे, सक्रिय कार्यात्मक समूहों की कमी कार्बन फाइबर और मैट्रिक्स सामग्री के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को सीमित करती है। इससे दोनों के बीच का अंतरसंबंध मुख्य रूप से भौतिक प्रभावों पर निर्भर करता है, जैसे कि यांत्रिक एम्बेडिंग इत्यादि, जो अक्सर पर्याप्त स्थिर नहीं होता है और बाहरी ताकतों के अधीन होने पर अलग होने का खतरा होता है।
कार्बन नैनोट्यूब द्वारा कार्बन फाइबर कपड़े के इंटरलेयर सुदृढीकरण का योजनाबद्ध आरेख
इन समस्याओं को हल करने के लिए कार्बन फाइबर का सक्रियण उपचार आवश्यक हो जाता है। सक्रियकार्बन फाइबरकई पहलुओं में महत्वपूर्ण बदलाव दिखाएं।
सक्रियण उपचार से कार्बन फाइबर की सतह का खुरदरापन बढ़ जाता है। रासायनिक ऑक्सीकरण, प्लाज्मा उपचार और अन्य तरीकों के माध्यम से, कार्बन फाइबर की सतह में छोटे गड्ढे और खांचे खोदे जा सकते हैं, जिससे सतह खुरदरी हो जाती है। यह खुरदरी सतह कार्बन फाइबर और सब्सट्रेट सामग्री के बीच संपर्क क्षेत्र को बढ़ाती है, जिससे दोनों के बीच यांत्रिक बंधन में सुधार होता है। जब मैट्रिक्स सामग्री को कार्बन फाइबर से जोड़ा जाता है, तो यह इन खुरदरी संरचनाओं में खुद को बेहतर ढंग से समाहित करने में सक्षम होता है, जिससे एक मजबूत बंधन बनता है।
सक्रियण उपचार कार्बन फाइबर की सतह पर प्रचुर मात्रा में प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों को पेश कर सकता है। ये कार्यात्मक समूह रासायनिक बंधन बनाने के लिए मैट्रिक्स सामग्री में संबंधित कार्यात्मक समूहों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीकरण उपचार कार्बन फाइबर की सतह पर हाइड्रॉक्सिल समूह, कार्बोक्सिल समूह और अन्य कार्यात्मक समूह पेश कर सकता है, जो इसके साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।epoxyराल मैट्रिक्स में समूह और इसी तरह सहसंयोजक बंधन बनाते हैं। इस रासायनिक बंधन की ताकत भौतिक बंधन की तुलना में बहुत अधिक है, जो कार्बन फाइबर और मैट्रिक्स सामग्री के बीच इंटरफेशियल बॉन्डिंग ताकत में काफी सुधार करती है।
सक्रिय कार्बन फाइबर की सतह ऊर्जा भी काफी बढ़ जाती है। सतह ऊर्जा में वृद्धि से कार्बन फाइबर को मैट्रिक्स सामग्री द्वारा गीला करना आसान हो जाता है, जिससे कार्बन फाइबर की सतह पर मैट्रिक्स सामग्री के प्रसार और प्रवेश की सुविधा मिलती है। कंपोजिट तैयार करने की प्रक्रिया में, अधिक सघन संरचना बनाने के लिए मैट्रिक्स सामग्री को कार्बन फाइबर के चारों ओर अधिक समान रूप से वितरित किया जा सकता है। यह न केवल मिश्रित सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, बल्कि इसके अन्य गुणों, जैसे संक्षारण प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता में भी सुधार करता है।
कार्बन फाइबर कंपोजिट तैयार करने के लिए सक्रिय कार्बन फाइबर के कई फायदे हैं।
यांत्रिक गुणों के संदर्भ में, सक्रिय के बीच इंटरफेसियल बॉन्डिंग ताकतकार्बन फाइबरऔर मैट्रिक्स सामग्री में काफी सुधार हुआ है, जो बाहरी ताकतों के अधीन होने पर कंपोजिट को तनाव को बेहतर ढंग से स्थानांतरित करने में सक्षम बनाता है। इसका मतलब यह है कि कंपोजिट के यांत्रिक गुणों जैसे ताकत और मापांक में काफी सुधार हुआ है। उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस क्षेत्र में, जिसमें अत्यधिक उच्च यांत्रिक गुणों की आवश्यकता होती है, सक्रिय कार्बन फाइबर कंपोजिट से बने विमान के हिस्से अधिक उड़ान भार का सामना करने में सक्षम होते हैं और विमान की सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार करते हैं। खेल के सामान के क्षेत्र में, जैसे साइकिल फ्रेम, गोल्फ क्लब इत्यादि, सक्रिय कार्बन फाइबर कंपोजिट वजन कम करने और एथलीटों के अनुभव में सुधार करते हुए बेहतर ताकत और कठोरता प्रदान कर सकते हैं।
संक्षारण प्रतिरोध के संदर्भ में, सक्रिय कार्बन फाइबर की सतह पर प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों की शुरूआत के कारण, ये कार्यात्मक समूह मैट्रिक्स सामग्री के साथ अधिक स्थिर रासायनिक बंधन बना सकते हैं, जिससे कंपोजिट के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है। कुछ कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों, जैसे समुद्री पर्यावरण, रासायनिक उद्योग, आदि में, सक्रियकार्बन फाइबर कंपोजिटसंक्षारक मीडिया के क्षरण का बेहतर विरोध कर सकते हैं और सेवा जीवन का विस्तार कर सकते हैं। लंबे समय से कठोर वातावरण में उपयोग किए जाने वाले कुछ उपकरणों और संरचनाओं के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है।
थर्मल स्थिरता के संदर्भ में, सक्रिय कार्बन फाइबर और मैट्रिक्स सामग्री के बीच अच्छा इंटरफेशियल बॉन्डिंग कंपोजिट की थर्मल स्थिरता में सुधार कर सकता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में, कंपोजिट बेहतर यांत्रिक गुण और आयामी स्थिरता बनाए रख सकते हैं, और विरूपण और क्षति की संभावना कम होती है। इससे सक्रिय कार्बन फाइबर कंपोजिट में ऑटोमोटिव इंजन पार्ट्स और एविएशन इंजन हॉट एंड पार्ट्स जैसे उच्च तापमान अनुप्रयोगों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं होती हैं।
प्रसंस्करण प्रदर्शन के संदर्भ में, सक्रिय कार्बन फाइबर ने सतह गतिविधि में वृद्धि की है और मैट्रिक्स सामग्री के साथ बेहतर संगतता है। इससे मिश्रित सामग्री की तैयारी के दौरान मैट्रिक्स सामग्री के लिए कार्बन फाइबर की सतह पर घुसपैठ करना और इलाज करना आसान हो जाता है, जिससे प्रसंस्करण दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होता है। साथ ही, सक्रिय कार्बन फाइबर कंपोजिट की डिज़ाइन क्षमता को भी बढ़ाया जाता है, जिससे उन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और विभिन्न जटिल इंजीनियरिंग आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।
इसलिए, का सक्रियण उपचारकार्बन फाइबरउच्च प्रदर्शन वाले कार्बन फाइबर कंपोजिट की तैयारी में एक महत्वपूर्ण कड़ी है। सक्रियण उपचार के माध्यम से, सतह की खुरदरापन को बढ़ाने, सक्रिय कार्यात्मक समूहों को पेश करने और सतह ऊर्जा में सुधार करने के लिए कार्बन फाइबर की सतह संरचना में सुधार किया जा सकता है, ताकि कार्बन फाइबर और मैट्रिक्स सामग्री के बीच इंटरफेशियल बॉन्डिंग ताकत में सुधार हो सके और नींव रखी जा सके। उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध, थर्मल स्थिरता और प्रसंस्करण प्रदर्शन के साथ कार्बन फाइबर कंपोजिट की तैयारी के लिए। विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, यह माना जाता है कि कार्बन फाइबर सक्रियण तकनीक कार्बन फाइबर कंपोजिट के व्यापक अनुप्रयोग के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करते हुए नवाचार और विकास जारी रखेगी।
शंघाई ओरिसेन न्यू मटेरियल टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड
एम: +86 18683776368 (व्हाट्सएप भी)
टी:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
पता: नंबर 398 न्यू ग्रीन रोड शिनबांग टाउन सोंगजियांग जिला, शंघाई
पोस्ट करने का समय: सितम्बर-04-2024