கார்பன் ஃபைபர் கலவைப் பொருட்களின் தயாரிப்பு செயல்முறை

கார்பன்-கார்பன் கலப்புப் பொருட்களின் கண்ணோட்டம்

கார்பன்/கார்பன் (C/C) கலவைப் பொருள்இது அதிக வலிமை மற்றும் மீள் குணகம், குறைந்த தன் ஈர்ப்பு, சிறிய வெப்ப விரிவாக்க குணகம், அரிப்பு எதிர்ப்பு, வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு, நல்ல உராய்வு எதிர்ப்பு மற்றும் நல்ல வேதியியல் நிலைத்தன்மை போன்ற பல சிறந்த பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு கார்பன் ஃபைபர் வலுவூட்டப்பட்ட கலவைப் பொருளாகும். இது ஒரு புதிய வகை அதி உயர் வெப்பநிலை கலவைப் பொருளாகும்.

C/C கலப்புப் பொருள்இது ஒரு சிறந்த வெப்பக் கட்டமைப்பு-செயல்பாட்டு ஒருங்கிணைந்த பொறியியல் பொருளாகும். மற்ற உயர் செயல்திறன் கொண்ட கூட்டுப் பொருட்களைப் போலவே, இதுவும் ஒரு இழை வலுவூட்டப்பட்ட பகுதி மற்றும் ஒரு அடிப்படைப் பகுதி ஆகியவற்றால் ஆன ஒரு கூட்டுக் கட்டமைப்பாகும். இதன் வேறுபாடு என்னவென்றால், வலுவூட்டப்பட்ட பகுதி மற்றும் அடிப்படைப் பகுதி ஆகிய இரண்டுமே சிறப்புப் பண்புகளைக் கொண்ட தூய கார்பனால் ஆனவை.

கார்பன்/கார்பன் கலப்புப் பொருட்கள்இவை முக்கியமாக கார்பன் ஃபெல்ட், கார்பன் துணி, வலுவூட்டலாக கார்பன் ஃபைபர் மற்றும் மேட்ரிக்ஸாக ஆவிப் படிவு கார்பன் ஆகியவற்றால் செய்யப்படுகின்றன, ஆனால் இதில் கார்பன் என்ற ஒரே ஒரு தனிமம் மட்டுமே உள்ளது. அடர்த்தியை அதிகரிப்பதற்காக, கார்பனாக்கம் மூலம் உருவாக்கப்படும் கார்பனுடன் கார்பன் அல்லது ரெசின் (அல்லது நிலக்கீல்) செறிவூட்டப்படுகிறது, அதாவது, கார்பன்/கார்பன் கலவைப் பொருட்கள் மூன்று கார்பன் பொருட்களால் செய்யப்படுகின்றன.

கார்பன்-கார்பன் கலப்புப் பொருட்களின் உற்பத்தி செயல்முறை

1) கார்பன் ஃபைபரின் தேர்வு

கார்பன் ஃபைபர் கற்றைகளின் தேர்வு மற்றும் ஃபைபர் துணிகளின் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு ஆகியவை உற்பத்திக்கு அடிப்படையாக அமைகின்றன.சி/சி கலவைநூல் கற்றை அமைப்பின் திசை, நூல் கற்றை இடைவெளி, நூல் கற்றை கன அளவு உள்ளடக்கம் போன்ற இழை வகைகள் மற்றும் துணி நெசவு அளவுருக்களை பகுத்தறிவுடன் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் C/C கலவைகளின் இயந்திரவியல் பண்புகள் மற்றும் வெப்ப இயற்பியல் பண்புகளைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

2) கார்பன் ஃபைபர் ப்ரீஃபார்ம் தயாரித்தல்

கார்பன் ஃபைபர் ப்ரீஃபார்ம் என்பது, அடர்த்தியாக்கும் செயல்முறையை மேற்கொள்வதற்காக, பொருளின் வடிவம் மற்றும் செயல்திறன் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, ஃபைபரின் தேவையான கட்டமைப்பு வடிவத்தில் உருவாக்கப்படும் ஒரு வெற்றுப் பொருளைக் குறிக்கிறது. ப்ரீஃபார்ம் செய்யப்பட்ட கட்டமைப்புப் பாகங்களுக்கு மூன்று முக்கிய செயலாக்க முறைகள் உள்ளன: மென் நெசவு, கடின நெசவு மற்றும் மென் மற்றும் கடின கலப்பு நெசவு. முக்கிய நெசவு செயல்முறைகள்: உலர் நூல் நெசவு, முன்-ஊட்டப்பட்ட தண்டு குழு அமைப்பு, நுண் நெசவு துளையிடல், ஃபைபர் சுருட்டுதல் மற்றும் முப்பரிமாண பலதிசை ஒட்டுமொத்த நெசவு. தற்போது, ​​C/C கலவைப் பொருட்களில் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய நெசவு செயல்முறை முப்பரிமாண ஒட்டுமொத்த பலதிசை நெசவு ஆகும். நெசவு செயல்முறையின் போது, ​​நெய்யப்பட்ட அனைத்து ஃபைபர்களும் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் அடுக்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு ஃபைபரும் அதன் சொந்த திசையில் ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் விலகி, ஒன்றோடொன்று பின்னி ஒரு துணியை உருவாக்குகிறது. இதன் சிறப்பியல்பு என்னவென்றால், இது ஒரு முப்பரிமாண பலதிசை ஒட்டுமொத்த துணியை உருவாக்க முடியும், இது C/C கலவைப் பொருளின் ஒவ்வொரு திசையிலும் உள்ள ஃபைபர்களின் கன அளவை திறம்பட கட்டுப்படுத்த முடியும், இதனால் C/C கலவைப் பொருள் அனைத்து திசைகளிலும் நியாயமான இயந்திர பண்புகளை வெளிப்படுத்த முடியும்.

3) C/C அடர்த்தியாக்கும் செயல்முறை

அடர்த்தியாக்கத்தின் அளவும் செயல்திறனும், முக்கியமாக மூலப்பொருளின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்முறை அளவுருக்களால் பாதிக்கப்படுகின்றன. தற்போது பயன்படுத்தப்படும் செயல்முறை முறைகளில் உட்புகுத்தல் கரியாக்கல், வேதி ஆவிப் படிவு (CVD), வேதி ஆவி ஊடுருவல் (CVI), வேதித் திரவப் படிவு, வெப்பச் சிதைவு மற்றும் பிற முறைகள் அடங்கும். செயல்முறை முறைகளில் இரண்டு முக்கிய வகைகள் உள்ளன: உட்புகுத்தல் கரியாக்கல் செயல்முறை மற்றும் வேதி ஆவி ஊடுருவல் செயல்முறை.

திரவ நிலை உட்புகுத்தல்-கார்பனாக்கம்

திரவ நிலை செறிவூட்டல் முறையானது உபகரணங்களில் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானதாகவும், பரந்த பயன்பாட்டைக் கொண்டதாகவும் இருப்பதால், C/C கலப்புப் பொருட்களைத் தயாரிப்பதில் இது ஒரு முக்கியமான முறையாகும். இதில், கார்பன் இழையால் செய்யப்பட்ட முன்வடிவத்தை திரவ செறிவூட்டியில் மூழ்கடித்து, அழுத்தம் கொடுப்பதன் மூலம் அந்த செறிவூட்டியை முன்வடிவத்தின் வெற்றிடங்களுக்குள் முழுமையாக ஊடுருவச் செய்து, பின்னர் பதப்படுத்துதல், கார்பனாக்குதல் மற்றும் கிராஃபைட்டாக்குதல் போன்ற தொடர்ச்சியான செயல்முறைகள் மூலம் இறுதியாகப் பெறப்படுகிறது.C/C கலப்புப் பொருட்கள்இதன் குறைபாடு என்னவென்றால், தேவையான அடர்த்தியை அடைவதற்கு மீண்டும் மீண்டும் உட்புகுத்தல் மற்றும் கார்பனாக்குதல் சுழற்சிகள் தேவைப்படுகின்றன. திரவ நிலை உட்புகுத்தல் முறையில் உட்புகுத்தும் பொருளின் கலவை மற்றும் அமைப்பு மிகவும் முக்கியமானவை. இது அடர்த்தியாக்கும் திறனைப் பாதிப்பது மட்டுமல்லாமல், உற்பத்தியின் இயந்திர மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளையும் பாதிக்கிறது. திரவ நிலை உட்புகுத்தல் முறையில் C/C கலப்புப் பொருட்களைத் தயாரிப்பதில், உட்புகுத்தும் பொருளின் கார்பனாக்குதல் விளைச்சலை மேம்படுத்துவதும், அதன் பாகுத்தன்மையைக் குறைப்பதும் எப்போதும் தீர்க்கப்பட வேண்டிய முக்கியப் பிரச்சினைகளில் ஒன்றாக இருந்து வருகிறது. உட்புகுத்தும் பொருளின் அதிக பாகுத்தன்மை மற்றும் குறைந்த கார்பனாக்குதல் விளைச்சல் ஆகியவை C/C கலப்புப் பொருட்களின் அதிக விலைக்கு ஒரு முக்கியக் காரணமாகும். உட்புகுத்தும் பொருளின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது, C/C கலப்புப் பொருட்களின் உற்பத்தித் திறனை அதிகரித்து அவற்றின் விலையைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், C/C கலப்புப் பொருட்களின் பல்வேறு பண்புகளையும் மேம்படுத்தும். C/C கலப்புப் பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பு சிகிச்சை: கார்பன் இழை காற்றில் 360°C வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையத் தொடங்குகிறது. கிராஃபைட் இழை, கார்பன் இழையை விட சற்றே சிறந்தது, மேலும் அதன் ஆக்சிஜனேற்ற வெப்பநிலை 420°C-இல் ஆக்சிஜனேற்றம் அடையத் தொடங்குகிறது. C/C கூட்டுப் பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்ற வெப்பநிலை சுமார் 450°C ஆகும். C/C கூட்டுப் பொருட்கள் உயர்-வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றச் சூழலில் மிக எளிதாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகின்றன, மேலும் வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதமும் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பு நடவடிக்கைகள் இல்லாவிட்டால், உயர்-வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றச் சூழலில் C/C கூட்டுப் பொருட்களை நீண்டகாலம் பயன்படுத்துவது தவிர்க்க முடியாமல் பேரழிவு விளைவுகளை ஏற்படுத்தும். எனவே, C/C கூட்டுப் பொருட்களுக்கான ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்பு சிகிச்சை, அதன் தயாரிப்புச் செயல்முறையின் ஒரு இன்றியமையாத பகுதியாக மாறியுள்ளது. ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் கண்ணோட்டத்தில், இதை உள் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புப் பூச்சுத் தொழில்நுட்பம் எனப் பிரிக்கலாம்.

இரசாயன ஆவி நிலை

இரசாயன ஆவிப் படிவு (CVD அல்லது CVI) என்பது, மூலப்பொருளின் துளைகளை நிரப்பி அதன் அடர்த்தியை அதிகரிக்கும் நோக்கத்திற்காக, கார்பனை நேரடியாக அத்துளைகளில் படிய வைப்பதாகும். இவ்வாறு படியவைக்கப்பட்ட கார்பன், கிராஃபைட்டாக மாறுவது எளிது, மேலும் இது இழையுடன் நல்ல இயற்பியல் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. உட்புகுத்தல் முறையைப் போல, மீண்டும் கார்பனேற்றம் செய்யும்போது இது சுருங்காது, மேலும் இந்த முறையின் இயற்பியல் மற்றும் இயந்திரவியல் பண்புகள் சிறந்தவை. இருப்பினும், CVD செயல்முறையின் போது, ​​மூலப்பொருளின் மேற்பரப்பில் கார்பன் படியவைக்கப்பட்டால், அது வாயு உள் துளைகளுக்குள் பரவுவதைத் தடுக்கும். மேற்பரப்பில் படியவைக்கப்பட்ட கார்பனை இயந்திரவியல் முறையில் அகற்ற வேண்டும், பின்னர் ஒரு புதிய சுற்றுப் படிவு மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். தடிமனான பொருட்களுக்கு, CVD முறையிலும் சில சிரமங்கள் உள்ளன, மேலும் இந்த முறையின் சுழற்சியும் மிகவும் நீண்டது.