आजच्या जलद तांत्रिक प्रगतीच्या युगात, कार्बन फायबर कंपोझिट त्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे विविध क्षेत्रात स्वतःचे नाव कमावत आहेत. एरोस्पेसमधील उच्च दर्जाच्या अनुप्रयोगांपासून ते क्रीडा वस्तूंच्या दैनंदिन गरजांपर्यंत, कार्बन फायबर कंपोझिटने मोठी क्षमता दर्शविली आहे. तथापि, उच्च-कार्यक्षमता असलेले कार्बन फायबर कंपोझिट तयार करण्यासाठी, सक्रियकरण उपचारकार्बन तंतूएक महत्त्वाचे पाऊल आहे.
कार्बन फायबर पृष्ठभाग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक चित्र
कार्बन फायबर, एक उच्च-कार्यक्षमता फायबर मटेरियल, मध्ये अनेक आकर्षक गुणधर्म आहेत. ते प्रामुख्याने कार्बनपासून बनलेले आहे आणि त्याची लांबलचक तंतू रचना आहे. पृष्ठभागाच्या संरचनेच्या दृष्टिकोनातून, कार्बन फायबरची पृष्ठभाग तुलनेने गुळगुळीत आहे आणि त्यात कमी सक्रिय कार्यात्मक गट आहेत. हे कार्बन फायबर तयार करताना, उच्च-तापमान कार्बनायझेशन आणि इतर उपचारांमुळे कार्बन फायबरची पृष्ठभाग अधिक निष्क्रिय स्थितीत येते या वस्तुस्थितीमुळे आहे. या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मामुळे कार्बन फायबर कंपोझिट तयार करण्यासाठी अनेक आव्हाने येतात.
गुळगुळीत पृष्ठभागामुळे कार्बन फायबर आणि मॅट्रिक्स मटेरियलमधील बंध कमकुवत होतो. कंपोझिट तयार करताना, मॅट्रिक्स मटेरियलला पृष्ठभागावर मजबूत बंध तयार करणे कठीण असते.कार्बन फायबर, जे संमिश्र पदार्थाच्या एकूण कामगिरीवर परिणाम करते. दुसरे म्हणजे, सक्रिय कार्यात्मक गटांचा अभाव कार्बन तंतू आणि मॅट्रिक्स पदार्थांमधील रासायनिक अभिक्रिया मर्यादित करतो. यामुळे दोघांमधील इंटरफेशियल बाँडिंग प्रामुख्याने भौतिक प्रभावांवर अवलंबून असते, जसे की यांत्रिक एम्बेडिंग इ., जे बहुतेकदा पुरेसे स्थिर नसते आणि बाह्य शक्तींच्या अधीन असताना वेगळे होण्याची शक्यता असते.
कार्बन नॅनोट्यूबद्वारे कार्बन फायबर कापडाच्या आंतरस्तरीय मजबुतीकरणाचे योजनाबद्ध आकृती
या समस्या सोडवण्यासाठी, कार्बन तंतूंचे सक्रियकरण प्रक्रिया आवश्यक बनते. सक्रियकार्बन तंतूअनेक पैलूंमध्ये लक्षणीय बदल दर्शवा.
सक्रियकरण उपचारांमुळे कार्बन तंतूंच्या पृष्ठभागावरील खडबडीतपणा वाढतो. रासायनिक ऑक्सिडेशन, प्लाझ्मा उपचार आणि इतर पद्धतींद्वारे, कार्बन तंतूंच्या पृष्ठभागावर लहान खड्डे आणि खोबणी कोरता येतात, ज्यामुळे पृष्ठभाग खडबडीत होतो. या खडबडीत पृष्ठभागामुळे कार्बन फायबर आणि सब्सट्रेट मटेरियलमधील संपर्क क्षेत्र वाढते, ज्यामुळे दोघांमधील यांत्रिक बंध सुधारतो. जेव्हा मॅट्रिक्स मटेरियल कार्बन फायबरशी जोडले जाते, तेव्हा ते या खडबडीत संरचनांमध्ये स्वतःला अधिक चांगल्या प्रकारे एम्बेड करण्यास सक्षम असते, ज्यामुळे एक मजबूत बंध तयार होतो.
सक्रियकरण उपचारामुळे कार्बन फायबरच्या पृष्ठभागावर भरपूर प्रमाणात प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक गट येऊ शकतात. हे कार्यात्मक गट मॅट्रिक्स मटेरियलमधील संबंधित कार्यात्मक गटांशी रासायनिक प्रतिक्रिया देऊन रासायनिक बंध तयार करू शकतात. उदाहरणार्थ, ऑक्सिडेशन उपचारामुळे कार्बन फायबरच्या पृष्ठभागावर हायड्रॉक्सिल गट, कार्बोक्सिल गट आणि इतर कार्यात्मक गट येऊ शकतात, जेइपॉक्सीरेझिन मॅट्रिक्समधील गट आणि असेच सहसंयोजक बंध तयार करतात. या रासायनिक बंधाची ताकद भौतिक बंधापेक्षा खूप जास्त आहे, ज्यामुळे कार्बन फायबर आणि मॅट्रिक्स मटेरियलमधील इंटरफेशियल बंध शक्तीमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होते.
सक्रिय कार्बन फायबरची पृष्ठभागाची ऊर्जा देखील लक्षणीयरीत्या वाढते. पृष्ठभागाची ऊर्जा वाढल्याने कार्बन फायबर मॅट्रिक्स मटेरियलद्वारे ओले करणे सोपे होते, त्यामुळे कार्बन फायबरच्या पृष्ठभागावर मॅट्रिक्स मटेरियलचा प्रसार आणि प्रवेश सुलभ होतो. कंपोझिट तयार करण्याच्या प्रक्रियेत, मॅट्रिक्स मटेरियल कार्बन फायबरभोवती अधिक समान रीतीने वितरित केले जाऊ शकते जेणेकरून अधिक दाट रचना तयार होईल. यामुळे केवळ कंपोझिट मटेरियलचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारत नाहीत तर त्याचे इतर गुणधर्म देखील सुधारतात, जसे की गंज प्रतिरोध आणि थर्मल स्थिरता.
कार्बन फायबर कंपोझिट तयार करण्यासाठी सक्रिय कार्बन फायबरचे अनेक फायदे आहेत.
यांत्रिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, सक्रिय केलेल्यांमधील इंटरफेसियल बाँडिंग स्ट्रेंथकार्बन तंतूआणि मॅट्रिक्स मटेरियलमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे, ज्यामुळे कंपोझिट बाह्य शक्तींना सामोरे जाताना ताण चांगल्या प्रकारे हस्तांतरित करण्यास सक्षम होतात. याचा अर्थ असा की कंपोझिटचे यांत्रिक गुणधर्म जसे की ताकद आणि मापांक लक्षणीयरीत्या सुधारले आहेत. उदाहरणार्थ, एरोस्पेस क्षेत्रात, ज्याला अत्यंत उच्च यांत्रिक गुणधर्मांची आवश्यकता असते, सक्रिय कार्बन फायबर कंपोझिटसह बनवलेले विमानाचे भाग जास्त उड्डाण भार सहन करण्यास सक्षम असतात आणि विमानाची सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता सुधारतात. सायकल फ्रेम, गोल्फ क्लब इत्यादी क्रीडा वस्तूंच्या क्षेत्रात, सक्रिय कार्बन फायबर कंपोझिट चांगले सामर्थ्य आणि कडकपणा प्रदान करू शकतात, तर वजन कमी करतात आणि खेळाडूंचा अनुभव सुधारतात.
गंज प्रतिकाराच्या बाबतीत, सक्रिय कार्बन तंतूंच्या पृष्ठभागावर प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक गटांच्या परिचयामुळे, हे कार्यात्मक गट मॅट्रिक्स सामग्रीसह अधिक स्थिर रासायनिक बंधन तयार करू शकतात, ज्यामुळे संमिश्रांचा गंज प्रतिकार सुधारतो. काही कठोर पर्यावरणीय परिस्थितीत, जसे की सागरी वातावरण, रासायनिक उद्योग इ., सक्रियकार्बन फायबर कंपोझिट्ससंक्षारक माध्यमांच्या क्षरणाचा प्रतिकार करू शकतो आणि सेवा आयुष्य वाढवू शकतो. कठोर वातावरणात दीर्घकाळ वापरल्या जाणाऱ्या काही उपकरणे आणि संरचनांसाठी हे खूप महत्त्वाचे आहे.
थर्मल स्थिरतेच्या बाबतीत, सक्रिय कार्बन फायबर आणि मॅट्रिक्स मटेरियलमधील चांगले इंटरफेशियल बाँडिंग कंपोझिट्सची थर्मल स्थिरता सुधारू शकते. उच्च तापमानाच्या वातावरणात, कंपोझिट्स चांगले यांत्रिक गुणधर्म आणि मितीय स्थिरता राखू शकतात आणि विकृती आणि नुकसान होण्याची शक्यता कमी असते. यामुळे सक्रिय कार्बन फायबर कंपोझिट्सना ऑटोमोटिव्ह इंजिन पार्ट्स आणि एव्हिएशन इंजिन हॉट एंड पार्ट्स सारख्या उच्च-तापमान अनुप्रयोगांमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग शक्यता आहेत.
प्रक्रिया कार्यक्षमतेच्या बाबतीत, सक्रिय कार्बन फायबरची पृष्ठभागाची क्रियाशीलता वाढली आहे आणि मॅट्रिक्स मटेरियलशी चांगली सुसंगतता आहे. यामुळे कंपोझिट मटेरियल तयार करताना मॅट्रिक्स मटेरियलला कार्बन फायबरच्या पृष्ठभागावर घुसणे आणि बरे करणे सोपे होते, त्यामुळे प्रक्रिया कार्यक्षमता आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुधारते. त्याच वेळी, सक्रिय कार्बन फायबर कंपोझिट्सची डिझाइनेबिलिटी देखील वाढवली जाते, ज्यामुळे त्यांना वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांसाठी सानुकूलित करता येते आणि विविध जटिल अभियांत्रिकी आवश्यकता पूर्ण करता येतात.
म्हणून, सक्रियकरण उपचारकार्बन तंतूउच्च-कार्यक्षमता असलेल्या कार्बन फायबर कंपोझिटच्या तयारीमध्ये हा एक महत्त्वाचा दुवा आहे. सक्रियकरण उपचारांद्वारे, कार्बन फायबरच्या पृष्ठभागाची रचना सुधारली जाऊ शकते ज्यामुळे पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढेल, सक्रिय कार्यात्मक गट सादर केले जातील आणि पृष्ठभागाची ऊर्जा सुधारली जाईल, जेणेकरून कार्बन फायबर आणि मॅट्रिक्स मटेरियलमधील इंटरफेसियल बॉन्डिंग स्ट्रेंथ सुधारेल आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, गंज प्रतिरोधकता, थर्मल स्थिरता आणि प्रक्रिया कार्यक्षमतेसह कार्बन फायबर कंपोझिट तयार करण्यासाठी पाया रचला जाईल. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या सतत प्रगतीसह, असे मानले जाते की कार्बन फायबर सक्रियकरण तंत्रज्ञान नवीनता आणि विकास करत राहील, कार्बन फायबर कंपोझिटच्या विस्तृत वापरासाठी मजबूत समर्थन प्रदान करेल.
शांघाय ओरिसन न्यू मटेरियल टेक्नॉलॉजी कं, लिमिटेड
एम: +८६ १८६८३७७६३६८ (व्हॉट्सअॅप देखील)
ट:+८६ ०८३८३९९०४९९
Email: grahamjin@jhcomposites.com
पत्ता: क्रमांक ३९८ न्यू ग्रीन रोड झिनबांग टाउन सोंगजियांग जिल्हा, शांघाय
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-०४-२०२४