വെയ്ഹായ് സ്‌നോവിംഗ് ഔട്ട്‌ഡോർ എക്യുപ്‌മെന്റ്., ലിമിറ്റഡ്.
ഗുണനിലവാരമാണ് എന്റർപ്രൈസസിന്റെ ആത്മാവ്

കാർബൺ ഫൈബർ എങ്ങനെയാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്?

കാർബൺ ഫൈബർ എങ്ങനെയാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്?

ഈ ശക്തവും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായ മെറ്റീരിയലിന്റെ നിർമ്മാണവും ഉപയോഗവും ഭാവിയും

ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫൈബർ അല്ലെങ്കിൽ കാർബൺ ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, കാർബൺ ഫൈബർ കാർബൺ മൂലകത്തിന്റെ വളരെ നേർത്ത സരണികൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.ഈ നാരുകൾക്ക് ഉയർന്ന ടെൻസൈൽ ശക്തിയുണ്ട്, അവയുടെ വലുപ്പത്തിന് വളരെ ശക്തവുമാണ്.വാസ്‌തവത്തിൽ, കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ ഒരു രൂപം—കാർബൺ നാനോട്യൂബ്—ലഭ്യമായ ഏറ്റവും ശക്തമായ പദാർത്ഥമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.കാർബൺ ഫൈബർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ നിർമ്മാണം, എഞ്ചിനീയറിംഗ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള വാഹനങ്ങൾ, കായിക ഉപകരണങ്ങൾ, സംഗീതോപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഊർജ്ജ മേഖലയിൽ, കാർബൺ ഫൈബർ കാറ്റാടി ബ്ലേഡുകൾ, പ്രകൃതി വാതക സംഭരണം, ഗതാഗതത്തിനുള്ള ഇന്ധന സെല്ലുകൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.വിമാന വ്യവസായത്തിൽ, സൈനിക, വാണിജ്യ വിമാനങ്ങളിലും ആളില്ലാ ആകാശ വാഹനങ്ങളിലും ഇതിന് പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.എണ്ണ പര്യവേക്ഷണത്തിനായി, ആഴത്തിലുള്ള ഡ്രില്ലിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെയും പൈപ്പുകളുടെയും നിർമ്മാണത്തിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഫാസ്റ്റ് വസ്തുതകൾ: കാർബൺ ഫൈബർ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ

  • ഓരോ കാർബൺ ഫൈബറിനും അഞ്ച് മുതൽ 10 മൈക്രോൺ വരെ വ്യാസമുണ്ട്.അത് എത്ര ചെറുതാണെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് മനസ്സിലാക്കാൻ, ഒരു മൈക്രോൺ (ഉം) 0.000039 ഇഞ്ച് ആണ്.സ്പൈഡർവെബ് സിൽക്കിന്റെ ഒരു ഇഴ സാധാരണയായി മൂന്ന് മുതൽ എട്ട് മൈക്രോൺ വരെയാണ്.
  • കാർബൺ നാരുകൾ ഉരുക്കിനേക്കാൾ ഇരട്ടി ദൃഢവും ഉരുക്കിനേക്കാൾ അഞ്ചിരട്ടി ശക്തവുമാണ്, (ഭാരത്തിന്റെ യൂണിറ്റിന്).അവ വളരെ രാസപരമായി പ്രതിരോധിക്കും കൂടാതെ കുറഞ്ഞ താപ വികാസത്തോടുകൂടിയ ഉയർന്ന താപനില സഹിഷ്ണുത ഉള്ളവയുമാണ്.

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ
കാർബൺ ഫൈബർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് ഓർഗാനിക് പോളിമറുകളിൽ നിന്നാണ്, അതിൽ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ഒന്നിച്ചുചേർത്ത നീണ്ട തന്മാത്രകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.മിക്ക കാർബൺ നാരുകളും (ഏകദേശം 90%) പോളിഅക്രിലോണിട്രൈൽ (പാൻ) പ്രക്രിയയിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.ഒരു ചെറിയ തുക (ഏകദേശം 10%) റേയോണിൽ നിന്നോ പെട്രോളിയം പിച്ച് പ്രക്രിയയിൽ നിന്നോ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു.

നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വാതകങ്ങൾ, ദ്രാവകങ്ങൾ, മറ്റ് വസ്തുക്കൾ എന്നിവ കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ പ്രത്യേക ഇഫക്റ്റുകൾ, ഗുണങ്ങൾ, ഗ്രേഡുകൾ എന്നിവ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.കാർബൺ ഫൈബർ നിർമ്മാതാക്കൾ അവർ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾക്കായി കുത്തക സൂത്രവാക്യങ്ങളും അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സംയോജനവും ഉപയോഗിക്കുന്നു, പൊതുവേ, അവർ ഈ നിർദ്ദിഷ്ട ഫോർമുലേഷനുകളെ വ്യാപാര രഹസ്യങ്ങളായി കണക്കാക്കുന്നു.

ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമമായ മോഡുലസ് ഉള്ള ഉയർന്ന ഗ്രേഡ് കാർബൺ ഫൈബർ (ഒരു പദാർത്ഥത്തിന് ഇലാസ്തികത പോലെയുള്ള ഒരു സംഖ്യാപരമായ അളവ് പ്രകടിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്ഥിരമായ അല്ലെങ്കിൽ ഗുണകം) ഗുണങ്ങൾ എയ്‌റോസ്‌പേസ് പോലുള്ള ഡിമാൻഡ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിര്മ്മാണ പ്രക്രിയ
കാർബൺ ഫൈബർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ രാസ, മെക്കാനിക്കൽ പ്രക്രിയകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.മുൻഗാമികൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളെ നീളമുള്ള ഇഴകളിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുകയും പിന്നീട് വായുരഹിത (ഓക്സിജൻ രഹിത) അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിലേക്ക് ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.കത്തുന്നതിനുപകരം, കടുത്ത ചൂട് ഫൈബർ ആറ്റങ്ങളെ വളരെ അക്രമാസക്തമായി വൈബ്രേറ്റുചെയ്യാൻ കാരണമാകുന്നു, അങ്ങനെ മിക്കവാറും എല്ലാ കാർബൺ ഇതര ആറ്റങ്ങളും പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു.

കാർബണൈസേഷൻ പ്രക്രിയ പൂർത്തിയായ ശേഷം, ശേഷിക്കുന്ന ഫൈബർ നീളമുള്ളതും ഇറുകിയ ഇന്റർലോക്ക് ചെയ്തതുമായ കാർബൺ ആറ്റം ശൃംഖലകളാൽ നിർമ്മിതമാണ്, അതിൽ കുറച്ച് അല്ലെങ്കിൽ കാർബൺ ഇതര ആറ്റങ്ങൾ അവശേഷിക്കുന്നില്ല.ഈ നാരുകൾ പിന്നീട് തുണിയിൽ നെയ്തെടുക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഫിലമെന്റ് മുറിവുണ്ടാക്കുകയോ ആവശ്യമുള്ള ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലും രൂപപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു.

കാർബൺ ഫൈബർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള പാൻ പ്രക്രിയയിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന അഞ്ച് സെഗ്‌മെന്റുകൾ സാധാരണമാണ്:

  • സ്പിന്നിംഗ്.പാൻ മറ്റ് ചേരുവകളുമായി കലർത്തി നാരുകളാക്കി മാറ്റുന്നു, അവ കഴുകി നീട്ടുന്നു.
  • സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു.ബോണ്ടിംഗ് സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിന് നാരുകൾ രാസമാറ്റത്തിന് വിധേയമാകുന്നു.
  • കാർബണൈസിംഗ്.സ്ഥിരതയുള്ള നാരുകൾ വളരെ ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ചൂടാക്കി ദൃഢമായി ബോണ്ടഡ് കാർബൺ പരലുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
  • ഉപരിതലത്തെ ചികിത്സിക്കുന്നു.ബോണ്ടിംഗ് ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് നാരുകളുടെ ഉപരിതലം ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
  • വലിപ്പം.നാരുകൾ പൂശുകയും ബോബിനുകളിൽ മുറിവുണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അവ നാരുകളെ വ്യത്യസ്ത വലുപ്പത്തിലുള്ള നൂലുകളായി വളച്ചൊടിക്കുന്ന സ്പിന്നിംഗ് മെഷീനുകളിൽ കയറ്റുന്നു.തുണികളിൽ നെയ്തെടുക്കുന്നതിനുപകരം, നാരുകൾ ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് പോളിമറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ചൂട്, മർദ്ദം അല്ലെങ്കിൽ വാക്വം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് സംയോജിത വസ്തുക്കളായി രൂപപ്പെടുത്താം.

സാധാരണ കാർബൺ നാരുകളേക്കാൾ വ്യത്യസ്തമായ ഒരു പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്.അവയുടെ മുൻഗാമികളേക്കാൾ 20 മടങ്ങ് ശക്തമാണെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കാർബൺ കണങ്ങളെ ബാഷ്പീകരിക്കാൻ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചൂളകളിൽ നാനോട്യൂബുകൾ കെട്ടിച്ചമച്ചതാണ്.

നിർമ്മാണ വെല്ലുവിളികൾ
കാർബൺ നാരുകളുടെ നിർമ്മാണം നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ വഹിക്കുന്നു, അവയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

  • കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞ വീണ്ടെടുക്കലിന്റെയും അറ്റകുറ്റപ്പണിയുടെയും ആവശ്യം
  • ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള സുസ്ഥിരമല്ലാത്ത നിർമ്മാണച്ചെലവ്: ഉദാഹരണത്തിന്, പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെങ്കിലും, വിലക്കെടുക്കുന്ന ചെലവുകൾ കാരണം, ഓട്ടോമൊബൈൽ വ്യവസായത്തിലെ കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ ഉപയോഗം നിലവിൽ ഉയർന്ന പ്രകടനവും ആഡംബര വാഹനങ്ങളും മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
  • വികലമായ നാരുകൾക്ക് കാരണമാകുന്ന കുഴികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് ഒഴിവാക്കാൻ ഉപരിതല സംസ്കരണ പ്രക്രിയ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിയന്ത്രിക്കണം.
  • സ്ഥിരമായ ഗുണനിലവാരം ഉറപ്പാക്കാൻ ക്ലോസ് കൺട്രോൾ ആവശ്യമാണ്
  • ചർമ്മം, ശ്വാസോച്ഛ്വാസം എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ആരോഗ്യ, സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങൾ
  • കാർബൺ നാരുകളുടെ ശക്തമായ ഇലക്ട്രോ കണ്ടക്റ്റിവിറ്റി കാരണം ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ആർസിംഗും ഷോർട്ട്സും

കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ ഭാവി
കാർബൺ ഫൈബർ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ, കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ സാധ്യതകൾ വൈവിധ്യവൽക്കരിക്കുകയും വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യും.മസാച്യുസെറ്റ്‌സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിൽ, കാർബൺ ഫൈബറിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന നിരവധി പഠനങ്ങൾ, വളർന്നുവരുന്ന വ്യവസായ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി പുതിയ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയും രൂപകൽപ്പനയും സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള വലിയ വാഗ്ദാനങ്ങൾ ഇതിനകം കാണിക്കുന്നുണ്ട്.

MIT അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ ഓഫ് മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, ഒരു നാനോട്യൂബ് പയനിയർ, വാണിജ്യ-ഗ്രേഡ് 3D പ്രിന്ററുകളുമായി സംയോജിച്ച് ഉപയോഗിക്കേണ്ട പുതിയ മെറ്റീരിയലുകൾ നോക്കുന്നതുൾപ്പെടെ നിർമ്മാണത്തിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ രൂപാന്തരപ്പെടുത്തുന്നതിന് തന്റെ വിദ്യാർത്ഥികളുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.“പാളത്തിൽ നിന്ന് പൂർണ്ണമായും ചിന്തിക്കാൻ ഞാൻ അവരോട് ആവശ്യപ്പെട്ടു;മുമ്പൊരിക്കലും നിർമ്മിക്കാത്ത ഒരു 3-D പ്രിന്റർ അല്ലെങ്കിൽ നിലവിലുള്ള പ്രിന്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രിന്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയാത്ത ഉപയോഗപ്രദമായ ഒരു പദാർത്ഥം അവർക്ക് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ,” ഹാർട്ട് വിശദീകരിച്ചു.

ഉരുകിയ ഗ്ലാസ്, മൃദുവായ ഐസ്ക്രീം, കാർബൺ ഫൈബർ സംയുക്തങ്ങൾ എന്നിവ അച്ചടിക്കുന്ന പ്രോട്ടോടൈപ്പ് മെഷീനുകളായിരുന്നു ഫലങ്ങൾ.ഹാർട്ട് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, വിദ്യാർത്ഥി ടീമുകൾ "പോളിമറുകളുടെ വലിയ-ഏരിയ പാരലൽ എക്സ്ട്രൂഷൻ" കൈകാര്യം ചെയ്യാനും പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ "ഇൻ സിറ്റു ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്കാനിംഗ്" നടത്താനും കഴിയുന്ന യന്ത്രങ്ങളും സൃഷ്ടിച്ചു.

കൂടാതെ, പുതിയ കാർബൺ ഫൈബറിന്റെയും സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെയും സാധ്യതകൾ അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി ഓട്ടോമൊബിലി ലംബോർഗിനിയുമായി അടുത്തിടെ സമാപിച്ച മൂന്ന് വർഷത്തെ സഹകരണത്തിൽ ഹാർട്ട് എംഐടി കെമിസ്ട്രി അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ മിർസിയ ഡിങ്കയുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിച്ചു. ഒരു ബാറ്ററി സംവിധാനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു,” എന്നാൽ “ഭാരം കുറഞ്ഞതും കരുത്തുറ്റതുമായ ശരീരങ്ങൾ, കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ കാറ്റലറ്റിക് കൺവെർട്ടറുകൾ, കനം കുറഞ്ഞ പെയിന്റ്, മെച്ചപ്പെട്ട പവർ-ട്രെയിൻ താപ കൈമാറ്റം [മൊത്തം] എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

ചക്രവാളത്തിലെ അത്തരം അതിശയകരമായ മുന്നേറ്റങ്ങൾക്കൊപ്പം, കാർബൺ ഫൈബർ വിപണി 2019-ൽ 4.7 ബില്യൺ ഡോളറിൽ നിന്ന് 2029-ഓടെ 13.3 ബില്യൺ ഡോളറായി വളരുമെന്ന് പ്രവചിക്കപ്പെട്ടതിൽ അതിശയിക്കാനില്ല, ഒരു സംയുക്ത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്കിൽ (സിഎജിആർ) 11.0% (അല്ലെങ്കിൽ അൽപ്പം കൂടുതലാണ്). അതേ കാലഘട്ടം.

ഉറവിടങ്ങൾ

  • മക്കോണൽ, വിക്കി."കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ നിർമ്മാണം."കമ്പോസിറ്റ് വേൾഡ്.ഡിസംബർ 19, 2008
  • ഷെർമാൻ, ഡോൺ."കാർബൺ ഫൈബറിനപ്പുറം: അടുത്ത ബ്രേക്ക്‌ത്രൂ മെറ്റീരിയൽ 20 മടങ്ങ് ശക്തമാണ്."കാറും ഡ്രൈവറും.മാർച്ച് 18, 2015
  • റാൻഡൽ, ഡാനിയേൽ."ഭാവിയിൽ ഒരു ഇലക്ട്രിക് കാർ വികസിപ്പിക്കാൻ MIT ഗവേഷകർ ലംബോർഗിനിയുമായി സഹകരിക്കുന്നു."മിറ്റ്മെച്ചെ/വാർത്തയിൽ: കെമിസ്ട്രി വകുപ്പ്.നവംബർ 16, 2017
  • “കാർബൺ ഫൈബർ മാർക്കറ്റ് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ (പാൻ, പിച്ച്, റയോൺ), ഫൈബർ തരം (വിർജിൻ, റീസൈക്കിൾഡ്), ഉൽപ്പന്ന തരം, മോഡുലസ്, ആപ്ലിക്കേഷൻ (കോമ്പോസിറ്റ്, നോൺ-കോമ്പോസിറ്റ്), എൻഡ്-ഉപയോഗ വ്യവസായം (എ & ഡി, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, വിൻഡ് എനർജി ), മേഖല-2029-ലേക്കുള്ള ആഗോള പ്രവചനം.മാർക്കറ്റുകളും മാർക്കറ്റുകളും™.സെപ്റ്റംബർ 2019

പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-28-2021