কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক কতটা শক্তিশালী?

I. কার্বন ফাইবারের মৌলিক গঠন এবং শক্তির ভিত্তি
কার্বন ফাইবার হল একটি বিশেষ ফাইবার যা কার্বন উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত। এটি উচ্চ কার্বন সামগ্রী সহ কৃত্রিম রাসায়নিক ফাইবার দিয়ে তৈরি এবং তাপ চিকিত্সার সময় গলে যায় না এবং তাপ-স্থিতিশীল অক্সিডেশন চিকিত্সা, কার্বনাইজেশন চিকিত্সা এবং গ্রাফিটাইজেশনের মতো প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা হয়। এর মৌলিক মাইক্রোস্ট্রাকচার এটিকে চমৎকার শক্তি বৈশিষ্ট্য দেয়।

কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক সাধারণত কার্বন ফাইবারের একাধিক বান্ডিল থেকে বোনা হয়। প্রতিটি কার্বন ফাইবার মনোফিলামেন্টের উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত রয়েছে। একটি একক কার্বন ফাইবার ফিলামেন্টের ব্যাস অত্যন্ত ছোট, যা অভ্যন্তরীণ কার্বন পরমাণুগুলিকে দক্ষতার সাথে স্ট্রেস স্থানান্তর করতে দেয় যখন এটি উত্তেজনার শিকার হয়, যাতে এটি ভাঙ্গা ছাড়াই বিশাল উত্তেজনা সহ্য করতে পারে। প্রাসঙ্গিক গবেষণা অনুসারে, কার্বন ফাইবারের প্রসার্য শক্তি 3000-7000MPa-তে পৌঁছতে পারে, যা অনেক প্রথাগত বিল্ডিং উপকরণ এবং ধাতুর উপাদান, যেমন স্টিলের থেকে অনেক বেশি, যার প্রসার্য শক্তি সাধারণত 200-2000MPa-এর মধ্যে থাকে৷

২. কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিকের শক্তিকে প্রভাবিত করে

(I) উত্পাদন প্রক্রিয়া
1. কাঁচামাল গুণমান
- কার্বন ফাইবার তৈরি করতে ব্যবহৃত কাঁচামাল চূড়ান্ত ফ্যাব্রিকের শক্তিতে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। যদি শুরু হওয়া রাসায়নিক ফাইবার কাঁচামাল যথেষ্ট বিশুদ্ধ না হয় এবং এতে আরো অমেধ্য থাকে, তাহলে পরবর্তী কার্বনাইজেশন এবং গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়ায় ত্রুটি দেখা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অমেধ্য কার্বন ফাইবারের অভ্যন্তরে ক্রিস্টাল গঠনকে ধ্বংস করতে পারে, যার ফলে অসম স্ট্রেস ট্রান্সফার হতে পারে, যার ফলে ফ্যাব্রিকের সামগ্রিক শক্তি হ্রাস পায়।
2. বয়ন পদ্ধতি
- বিভিন্ন বয়ন পদ্ধতি কার্বন ফাইবার কাপড়কে বিভিন্ন শক্তি বৈশিষ্ট্য দেখাবে। প্লেইন ওয়েভ, টুইল ওয়েভ এবং সাটিন ওয়েভ হল সাধারণ কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক বুনন পদ্ধতি। প্লেইন বুনা একটি আঁটসাঁট গঠন, ভাল ফ্যাব্রিক স্থায়িত্ব, এবং একটি অপেক্ষাকৃত অভিন্ন শক্তি বন্টন সব দিক আছে; টুইল বুনন তুলনামূলকভাবে নরম এবং একটি নির্দিষ্ট শিয়ার ফোর্স সহ্য করতে পারে, তবে কিছু দিকের শক্তি প্লেইন উইভের চেয়ে সামান্য কম হতে পারে; সাটিন বুননের পৃষ্ঠের মসৃণতা আরও ভাল এবং এটি এমন কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যার জন্য চেহারা এবং তরল গতিশীলতা প্রয়োজন, তবে জটিল চাপের পরিস্থিতিতে এর শক্তি প্রভাবিত হতে পারে।

(II) পরিবেশগত কারণ
1. তাপমাত্রা
- উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে, কার্বন ফাইবার কাপড়ের শক্তি পরিবর্তন হতে পারে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি নির্দিষ্ট উচ্চ তাপমাত্রা সীমার মধ্যে, কার্বন ফাইবারের শক্তি তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকতে পারে। যাইহোক, যখন তাপমাত্রা তার সমালোচনামূলক মান অতিক্রম করে, তখন কার্বন ফাইবারের অভ্যন্তরে স্ফটিক গঠন পরিবর্তিত হতে পারে, যেমন ক্রিস্টালগুলির সুশৃঙ্খল বিন্যাস ব্যাহত হয়, ফলে ফাইবারের শক্তি হ্রাস পায়। বিপরীতে, একটি নিম্ন তাপমাত্রার পরিবেশে, কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিকের শক্তি বাড়তে পারে, তবে প্রভাবিত হলে এটি আরও ভঙ্গুর এবং ভাঙা সহজ হতে পারে।
2. আর্দ্রতা
- আর্দ্রতা কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিকের শক্তিকেও প্রভাবিত করে। কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক দীর্ঘ সময়ের জন্য উচ্চ আর্দ্রতার পরিবেশে থাকলে, জলের অণুগুলি ফাইবার বা তন্তুগুলির মধ্যে ফাঁকে প্রবেশ করতে পারে। এটি ফাইবারের ক্ষয় সৃষ্টি করতে পারে বা তন্তুগুলির মধ্যে বন্ধন শক্তিকে দুর্বল করতে পারে, যার ফলে ফ্যাব্রিকের শক্তি হ্রাস পায়।

III. বিভিন্ন ক্ষেত্রে কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক শক্তি

(I) মহাকাশ ক্ষেত্র
1. বিমানের কাঠামোগত অংশ
- উড়োজাহাজ তৈরিতে, কার্বন ফাইবার কাপড়গুলি ডানা এবং ফুসেলেজের মতো কাঠামোগত অংশগুলি তৈরি করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যেহেতু উড়োজাহাজটিকে বিশাল অ্যারোডাইনামিক লোড, তার নিজস্ব ওজন এবং উড্ডয়নের সময় ফ্লাইটের ভঙ্গিতে পরিবর্তনের কারণে বিভিন্ন জটিল চাপ সহ্য করতে হয়, তাই কার্বন ফাইবার কাপড়ের উচ্চ শক্তির বৈশিষ্ট্য সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, বোয়িং 787 প্রচুর পরিমাণে কার্বন ফাইবার যৌগিক পদার্থ ব্যবহার করে। এর ডানার কাঠামোতে কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক ব্যবহার করার পরে, এটি উড়ানের সময় বিভিন্ন চরম চাপ সহ্য করতে পারে এবং ওজন হ্রাস করে, বিমানের নিরাপদ উড্ডয়ন নিশ্চিত করে।
2. স্যাটেলাইট উপাদান
- স্যাটেলাইটগুলি মহাকাশে কঠোর পরিবেশের সম্মুখীন হয়, যেমন তাপমাত্রার তীব্র পরিবর্তন এবং মাইক্রোমেটিওরাইটের প্রভাব। কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক স্ট্রাকচারাল ফ্রেম এবং স্যাটেলাইটের কিছু মূল উপাদান তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এর উচ্চ শক্তি এই বাহ্যিক শক্তির ক্ষতি প্রতিরোধ করতে পারে। আর কার্বন ফাইবারের ঘনত্ব কম হওয়ায় এটি স্যাটেলাইটের ওজন কমাতে এবং উৎক্ষেপণের খরচ কমাতে সাহায্য করে।

(II) অটোমোবাইল শিল্প
1. বডি ফ্রেম
- উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন গাড়ি এবং কিছু নতুন শক্তির গাড়িতে, কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক বডি ফ্রেম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ঐতিহ্যগত ইস্পাত বডির সাথে তুলনা করে, কার্বন ফাইবার বডি ফ্রেমের শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত বেশি থাকে। যখন একটি গাড়ী সংঘর্ষ হয়, কার্বন ফাইবার বডি ফ্রেম কার্যকরভাবে গাড়ির যাত্রীদের নিরাপত্তা রক্ষার জন্য শক্তি শোষণ এবং ছড়িয়ে দিতে পারে। একই সময়ে, হালকা শরীরের ওজন গাড়ির ত্বরণ কর্মক্ষমতা, হ্যান্ডলিং কর্মক্ষমতা এবং জ্বালানী অর্থনীতি উন্নত করতে সহায়তা করে।
2. যন্ত্রাংশ উত্পাদন
- কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক অটোমোবাইলের কিছু মূল অংশ যেমন ড্রাইভ শ্যাফ্ট এবং ইঞ্জিন হুড তৈরিতেও ব্যবহৃত হয়। ড্রাইভ শ্যাফ্টকে উচ্চ-গতির ঘূর্ণনের অধীনে বিশাল টর্ক প্রেরণ করতে হবে। কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক দিয়ে তৈরি ড্রাইভ শ্যাফ্ট শক্তির প্রয়োজনীয়তা মেটাতে পারে, ওজন কমাতে পারে এবং ঘূর্ণায়মান জড়তা কমাতে পারে। ইঞ্জিন হুড কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক দিয়ে তৈরি, যা শুধুমাত্র যথেষ্ট শক্তিশালী নয়, এটি তাপ নিরোধক ভূমিকা পালন করতে পারে, যখন গাড়ির সামনের প্রান্তের ওজন হ্রাস করে এবং গাড়ির পরিচালনার ভারসাম্য উন্নত করে।

(III) ক্রীড়া সামগ্রীর ক্ষেত্র
1. সাইকেল ফ্রেম
- হাই-এন্ড সাইকেল তৈরিতে, কার্বন ফাইবার ফ্রেম অনেক সাইক্লিং উত্সাহীদের জন্য প্রথম পছন্দ। কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক দিয়ে তৈরি ফ্রেমটি রাইডিংয়ের সময় বিভিন্ন চাপ সহ্য করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে রাইডারের ওজন, রাস্তার বাম্পের কারণে সৃষ্ট প্রভাব ইত্যাদি। তাছাড়া, কার্বন ফাইবার ফ্রেমটি বিভিন্ন রাইডিং চাহিদা অনুযায়ী ডিজাইন করা যেতে পারে এবং এর শক্তি এবং দৃঢ়তা। সর্বোত্তম রাইডিং পারফরম্যান্স প্রদানের জন্য বিতরণ সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
2. গল্ফ ক্লাব
- গল্ফ ক্লাবের শ্যাফ্ট কার্বন ফাইবার ফ্যাব্রিক ব্যবহার করে, যা শক্তি নিশ্চিত করার সময় শ্যাফ্টকে হালকা এবং আরও নমনীয় করে তুলতে পারে। যখন প্লেয়ার সুইং করে, শ্যাফ্টকে বিশাল নমন এবং টর্শন বাহিনী সহ্য করতে হয়। কার্বন ফাইবার ক্লাব শটের স্থিতিশীলতা বজায় রেখে, শটের নির্ভুলতা এবং দূরত্ব উন্নত করার সময় কার্যকরভাবে খেলোয়াড়ের শক্তিকে বলটিতে স্থানান্তর করতে পারে।

কার্বন ফাইবার কাপড়ের খুব উচ্চ শক্তি আছে, এবং তাদের শক্তি অনেক কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। অনেক ক্ষেত্রে, কার্বন ফাইবার কাপড়ের উচ্চ শক্তি বৈশিষ্ট্য সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার করা হয়েছে, এবং উত্পাদন প্রযুক্তির ক্রমাগত বিকাশের সাথে, কার্বন ফাইবার কাপড়ের শক্তি এবং কর্মক্ষমতা এখনও উন্নত হচ্ছে, এবং এটি আরও ক্ষেত্রগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে বলে আশা করা হচ্ছে। .