ڪاربن-ڪاربن جامع مواد ڇا آهي؟

ڪاربان/ڪاربن ڪمپوزٽ (سي/سي ڪمپوزٽ) هڪ مڪمل طور تي ڪاربوناسيئس جامع مواد آهي جيڪو ڪاربن فائبر مضبوط ڪرڻ ۽ ڪاربن ميٽرڪس مان ٺهيل آهي. ان جي وضاحتي خاصيت ان جي مڪمل طور تي ڪاربن تي ٻڌل ساخت ۾ آهي، جتي ڪاربن فائبر نيٽ ورڪ ساخت جي فريم ورڪ جي طور تي ڪم ڪري ٿو، جڏهن ته پائروليٽڪ ڪاربن يا رال ڪاربنائيزيشن ذريعي ٺهيل ڪاربن ميٽرڪس فلر جي طور تي ڪم ڪري ٿو، خوردبيني سطح تي هڪ مضبوط ۽ سخت بانڊ حاصل ڪري ٿو.

هن مواد جو سڀ کان قديم رڪارڊ 1958 ۾ هڪ آمريڪي ليبارٽري ۾ ان جي حادثاتي دريافت سان تعلق رکي ٿو. ان جي پيداوار جو عمل ٽيڪنالاجي جي ترقي جهڙوڪ ڪيميائي بخارات جي جمع (CVD) ۽ مائع مرحلي جي امپريگنيشن ذريعي ترقي ڪئي آهي، ان کي جديد اعلي درجه حرارت واري مواد جي هڪ اهم شاخ طور قائم ڪيو آهي. بنيادي طور تي، ڪاربان/ڪاربن ڪمپوزٽس هڪ منفرد ڍانچي حاصل ڪن ٿا جيڪو ڪاربن فائبر کي ترتيب ڏيڻ ۽ ڪاربان ميٽرڪس کي کثافت ڏيڻ سان هلڪي وزن جي خاصيتن کي اعلي طاقت سان گڏ ڪري ٿو، انتهائي ماحول لاءِ جديد حل پيش ڪري ٿو.

ڪاربن/ڪاربن ڪمپوزٽس ڪيترن ئي طول و عرض ۾ شاندار جسماني خاصيتون ڏيکارين ٿا، انهن کي انتهائي ماحول ۾ ناقابل بدلائي ٿو. پهرين، انهن جي کثافت 1.5 کان 2.0 g/cm³ تائين آهي، نڪل تي ٻڌل سپر الائيز جي هڪ چوٿين کان گهٽ، پر اهي مخصوص طاقت ۽ سختي ۾ اهم بهتري حاصل ڪن ٿا.

قابل ذڪر ڳالهه اها آهي ته انهن جي حرارتي ڪارڪردگي به ساڳي طرح غير معمولي آهي: اهي 1,650 °C کان مٿي ساخت جي سالميت برقرار رکن ٿا، 2,600-3,500 °C جي نظرياتي مٿئين حد سان، انهن کي واحد اعليٰ درجه حرارت وارو ساخت جو مواد بڻائي ٿو جيڪو 3,000 °C کان وڌيڪ گرمي پد تي ڪم ڪرڻ جي قابل آهي.

حرارتي طور تي، مواد حرارتي توسيع جي گهٽ کوٽائي (<1×10⁻⁶/°C) ۽ شاندار حرارتي جھٽڪي جي مزاحمت ڏيکاري ٿو، تيز گرمي يا ٿڌي چڪرن جي تحت ٽڪراءُ کي گهٽائي ٿو. ميڪانياتي طور تي، ان جي لچڪدار طاقت گرمي پد سان وڌي ٿي، 2,000°C تي ڪمري جي گرمي پد جي ڪارڪردگي کان وڌيڪ.

ان کان علاوه، اهو اعليٰ حرارتي چالکائي (فائبر جي هدايت سان 200 W/m·K)، اعليٰ ٽرائبولوجيڪل خاصيتون (0.2-0.4 جو رگڙ ڪوفيشينٽ)، ۽ غير معمولي طول و عرض استحڪام جو فخر ڪري ٿو. خاصيتن جو هي منفرد ميلاپ سخت حالتن ۾ مستحڪم ڪارڪردگي کي يقيني بڻائي ٿو، جنهن ۾ انتهائي گرمي، وڌيڪ لوڊ، ۽ مضبوط سنکنرن شامل آهن، ايرو اسپيس، قابل تجديد توانائي، ۽ ٻين جديد شعبن ۾ پيش رفت ايپليڪيشنن لاءِ بنياد رکي ٿو.

انهن جي منفرد خاصيتن جي ڪري،ڪاربان/ڪاربن ڪمپوزٽسڪيترن ئي صنعتن ۾ وسيع ايپليڪيشنون مليون آهن.

هوائي جهاز
ايرو اسپيس شعبي ۾، ڪاربان/ڪاربن ڪمپوزٽ اعليٰ درجه حرارت وارن حصن لاءِ پسند جو مواد آهن. مثال طور، راڪيٽ نوزل، هوائي جهاز جي انجن ۾ ٽربائن بليڊ، ۽ ٻيهر داخل ٿيڻ واري گاڏين لاءِ حرارتي تحفظ جا نظام سڀ انهن مواد کي استعمال ڪن ٿا. انهن جي غير معمولي اعليٰ درجه حرارت جي مزاحمت ۽ هلڪي وزن جون خاصيتون انهن کي خلائي جهاز ۽ هوائي جهاز لاءِ مثالي بڻائين ٿيون.

گاڏين جي صنعت
گاڏين ۾ ايندھن جي ڪارڪردگي ۽ ماحولياتي تحفظ جي وڌندڙ مطالبن سان، ڪاربن/ڪاربن ڪمپوزائٽس آٽوميٽو انڊسٽري ۾ داخل ٿي ويا آهن، خاص طور تي ريسنگ ۾. انهن جي اعليٰ طاقت ۽ هلڪي وزن جون خاصيتون گاڏين جي وزن کي مؤثر طريقي سان گھٽائي ٿي، تيز رفتاري ۽ هينڊلنگ کي وڌائي ٿي. ڪاربن/ڪاربن بريڪ ڊسڪ پڻ اعليٰ درجي جي سپر ڪارن ۽ ريسنگ گاڏين ۾ وڏي پيماني تي اختيار ڪيا ويا آهن.

معدنيات جي صنعت
ڌاتو سازي ۾، ڪاربان/ڪاربن مرکب بنيادي طور تي تيز گرمي پد واري فرنس جي سامان ۽ ڳارڻ واري نظام ۾ استعمال ٿيندا آهن. انهن جي شاندار گرمي ۽ سنکنرن جي مزاحمت انتهائي ماحول ۾ مستحڪم آپريشن کي قابل بڻائي ٿي، هموار ڳارڻ جي عمل کي يقيني بڻائي ٿي.

اليڪٽرانڪس ۽ توانائي
ڪاربان/ڪاربن ڪمپوزٽس جي برقي چالکائي انهن کي اليڪٽرانڪس ۾ استعمال ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. مثال طور، ڪجهه اعليٰ طاقت وارن اليڪٽرانڪ حصن ۾، اهي مواد موثر گرمي جي ضايع ڪرڻ کي آسان بڻائين ٿا، ان ڪري آپريشنل استحڪام ۽ عمر کي بهتر بڻائين ٿا.

ان کان علاوه، ان جون ايپليڪيشنون سيمي ڪنڊڪٽر ويفر ٺاهڻ واري ٿرمل فيلڊز، نيوڪليئر ري ايڪٽر نيوٽران ماڊريٽر، ۽ طبي مصنوعي هڏن جي امپلانٽس جهڙن منظرنامي ۾ وڌنديون رهنديون آهن. اهو اندازو لڳايو ويو آهي ته عالمي مارڪيٽ جو سائز 2025 تائين 17 ارب يوآن کان وڌي ويندو.