କାର୍ବନ-କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ କ’ଣ?

କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ (ସି/ସି କମ୍ପୋଜିଟ୍) ହେଉଛି କାର୍ବନ ଫାଇବର ଦୃଢ଼ୀକରଣ ଏବଂ ଏକ କାର୍ବନ ମାଟ୍ରିକ୍ସ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କାର୍ବନାସୀୟ ମିଶ୍ରିତ ସାମଗ୍ରୀ। ଏହାର ପରିଭାଷିତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏହାର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କାର୍ବନ-ଆଧାରିତ ରଚନାରେ ରହିଛି, ଯେଉଁଠାରେ କାର୍ବନ ଫାଇବର ନେଟୱାର୍କ ଗଠନାତ୍ମକ ଢାଞ୍ଚା ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଯେତେବେଳେ ପାଇରୋଲାଇଟିକ୍ କାର୍ବନ କିମ୍ବା ରେଜିନ୍ କାର୍ବନାଇଜେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ କାର୍ବନ ମାଟ୍ରିକ୍ସ ଫିଲର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଯାହା ଅଣୁବୀକ୍ଷଣିକ ସ୍ତରରେ ଏକ ଦୃଢ଼ ଏବଂ କଠିନ ବନ୍ଧନ ହାସଲ କରେ।

ଏହି ସାମଗ୍ରୀର ସର୍ବପ୍ରାଚୀନ ରେକର୍ଡ 1958 ମସିହାରେ ଏକ ଆମେରିକୀୟ ପରୀକ୍ଷାଗାରରେ ଏହାର ଆକସ୍ମିକ ଆବିଷ୍କାର ସମୟରୁ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଛି। ଏହାର ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(CVD) ଏବଂ ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଗର୍ଭାଧାନ ଭଳି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଉନ୍ନତି ମାଧ୍ୟମରେ ବିକଶିତ ହୋଇଛି, ଏହାକୁ ଆଧୁନିକ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ସାମଗ୍ରୀର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଶାଖା ଭାବରେ ପ୍ରତିଷ୍ଠା କରିଛି। ମୌଳିକ ଭାବରେ, କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ କାର୍ବନ ଫାଇବରଗୁଡ଼ିକୁ ସଜାଡ଼ି ଏବଂ କାର୍ବନ ମାଟ୍ରିକ୍ସକୁ ଘନ କରି ହାଲୁକା ଗୁଣ ସହିତ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରି ଏକ ଅନନ୍ୟ ଗଠନ ହାସଲ କରେ, ଯାହା ଅତ୍ୟନ୍ତ ପରିବେଶ ପାଇଁ ଅଭିନବ ସମାଧାନ ପ୍ରଦାନ କରେ।

କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ବହୁବିଧ ପରିମାଣରେ ଅଭିନବ ଭୌତିକ ଗୁଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ଅତିଶୟ ପରିବେଶରେ ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ କରିଥାଏ। ପ୍ରଥମତଃ, ସେମାନଙ୍କର ଘନତା 1.5 ରୁ 2.0 ଗ୍ରାମ/ସେମି³ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ନିକେଲ-ଆଧାରିତ ସୁପରଏଲୟ ତୁଳନାରେ ଏକ ଚତୁର୍ଥାଂଶରୁ କମ୍, ତଥାପି ସେମାନେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ଏବଂ କଠୋରତାରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉନ୍ନତି ହାସଲ କରନ୍ତି।

ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ, ସେମାନଙ୍କର ତାପଜ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସମାନ ଭାବରେ ଅସାଧାରଣ: ସେମାନେ 1,650°C ଉପରେ ଗଠନମୂଳକ ଅଖଣ୍ଡତା ବଜାୟ ରଖନ୍ତି, ଯାହାର ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ ଉପର ସୀମା 2,600-3,500°C, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ 3,000°C ଅତିକ୍ରମ କରିପାରୁଥିବା ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ଏକମାତ୍ର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ସଂରଚନାତ୍ମକ ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ।

ତାପଜ ଭାବରେ, ଏହି ସାମଗ୍ରୀଟି କମ୍ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ (<1×10⁻⁶/°C) ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, ଯାହା ଦ୍ରୁତ ଗରମ କିମ୍ବା ଶୀତଳୀକରଣ ଚକ୍ରରେ ଫାଟକୁ କମ କରିଥାଏ। ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାବରେ, ଏହାର ନମନୀୟ ଶକ୍ତି ତାପମାତ୍ରା ସହିତ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯାହା 2,000°C ରେ କୋଠରୀ-ତାପମାନ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଅତିକ୍ରମ କରେ।

ଏହା ସହିତ, ଏହା ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହୀତା (ଫାଇବର ଦିଗ ସହିତ 200 W/m·K), ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଟ୍ରାଇବୋଲୋଜିକାଲ୍ ଗୁଣ (0.2-0.4 ଘର୍ଷଣ ଗୁଣାଙ୍କ), ଏବଂ ଅସାଧାରଣ ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦାନ କରେ। ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଏହି ଅନନ୍ୟ ମିଶ୍ରଣ ଅତ୍ୟଧିକ ଗରମ, ଉଚ୍ଚ ଭାର ଏବଂ ଦୃଢ଼ କ୍ଷୟ ସମେତ କଠୋର ପରିସ୍ଥିତିରେ ସ୍ଥିର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ, ଯାହା ମହାକାଶ, ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅତ୍ୟାଧୁନିକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ସଫଳତାର ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ମୂଳଦୁଆ ସ୍ଥାପନ କରେ।

ସେମାନଙ୍କର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ,କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ବିଭିନ୍ନ ଶିଳ୍ପରେ ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଛି।

ଏରୋସ୍ପେସ୍‌
ମହାକାଶ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଉପାଦାନ ପାଇଁ କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପସନ୍ଦର ସାମଗ୍ରୀ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ରକେଟ୍ ନୋଜଲ୍, ବିମାନ ଇଞ୍ଜିନରେ ଟରବାଇନ୍ ବ୍ଲେଡ୍ ଏବଂ ପୁନଃପ୍ରବେଶ ଯାନ ପାଇଁ ତାପଜ ସୁରକ୍ଷା ବ୍ୟବସ୍ଥା ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରେ। ସେମାନଙ୍କର ଅସାଧାରଣ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ହାଲୁକା ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ସେମାନଙ୍କୁ ମହାକାଶଯାନ ଏବଂ ବିମାନ ପାଇଁ ଆଦର୍ଶ କରିଥାଏ।

ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ଶିଳ୍ପ‌
ଅଟୋମୋବାଇଲରେ ଇନ୍ଧନ କ୍ଷମତା ଏବଂ ପରିବେଶ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଚାହିଦା ସହିତ, କାର୍ବନ/କାରବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଅଟୋମୋବାଇଲ୍ ଶିଳ୍ପରେ ପ୍ରବେଶ କରିଛି, ବିଶେଷକରି ରେସିଂରେ। ସେମାନଙ୍କର ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଏବଂ ହାଲୁକା ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଯାନର ଓଜନ ହ୍ରାସ କରେ, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ଏବଂ ପରିଚାଳନା ବୃଦ୍ଧି କରେ। ଉଚ୍ଚମାନର ସୁପରକାର ଏବଂ ରେସିଂ ଯାନଗୁଡ଼ିକରେ କାର୍ବନ/କାରବନ ବ୍ରେକ୍ ଡିସ୍କ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଏ।

ଧାତୁ ଶିଳ୍ପ‌
ଧାତୁ ବିଜ୍ଞାନରେ, କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ମୁଖ୍ୟତଃ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଉପକରଣ ଏବଂ ତରଳାଇବା ପ୍ରଣାଳୀରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ସେମାନଙ୍କର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପ ଏବଂ କ୍ଷରଣ ପ୍ରତିରୋଧକତା ଅତ୍ୟନ୍ତ ପରିବେଶରେ ସ୍ଥିର କାର୍ଯ୍ୟକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ସୁଗମ ତରଳାଇବା ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିଥାଏ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଏବଂ ଶକ୍ତି‌
କାର୍ବନ/କାର୍ବନ କମ୍ପୋଜିଟର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତା ସେମାନଙ୍କୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସରେ ପ୍ରୟୋଗ କରିଥାଏ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, କିଛି ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ବିଶିଷ୍ଟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକରେ, ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ଦକ୍ଷ ତାପ ଅପଚୟକୁ ସହଜ କରିଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ଜୀବନକାଳ ଉନ୍ନତ ହୋଇଥାଏ।

ଏହା ସହିତ, ଏହାର ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ୱେଫର ଉତ୍ପାଦନ ଥର୍ମାଲ୍ କ୍ଷେତ୍ର, ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର ରିଆକ୍ଟର ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ମଡରେଟର ଏବଂ ମେଡିକାଲ୍ କୃତ୍ରିମ ହାଡ଼ ପ୍ରତିରୋପଣ ଭଳି ପରିସ୍ଥିତିରେ ବିସ୍ତାରିତ ହେବାରେ ଲାଗିଛି। ଏହା ଆକଳନ କରାଯାଇଛି ଯେ 2025 ସୁଦ୍ଧା ବିଶ୍ୱ ବଜାର ଆକାର 17 ବିଲିୟନ ୟୁଆନ ଅତିକ୍ରମ କରିବ।