তারিখ : 2022-05-28  উৎস: ফাইবার কম্পোজিট

আদর্শ গ্রাফাইট স্ফটিকের জালি কাঠামোটি ষড়ভুজ স্ফটিক সিস্টেমের অন্তর্গত, যা একটি ছয়-সদস্যী রিং নেটওয়ার্ক কাঠামোতে কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত একটি বহু-স্তর ওভারল্যাপিং কাঠামো। ছয় সদস্যের বলয়ে, কার্বন পরমাণুগুলি sp 2 হাইব্রিড আকারে থাকে

মৌলিক কাঠামো

আদর্শ গ্রাফাইট স্ফটিকের জালি কাঠামোটি ষড়ভুজাকার স্ফটিক সিস্টেমের অন্তর্গত, যা একটি ছয়-মেম্বারযুক্ত রিং নেটওয়ার্ক কাঠামোর সমন্বয়ে গঠিত কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত। ছয় সদস্যের বলয়ে, কার্বন পরমাণু sp 2 হাইব্রিডাইজেশন বিদ্যমান। sp2 হাইব্রিডাইজেশনে, 1 2s ইলেকট্রন এবং 2 2p ইলেকট্রন হাইব্রিডাইজেশন আছে, তিনটি সমতুল্য o শক্তিশালী বন্ধন গঠন করে, বন্ধনের দূরত্ব হল 0.1421nm, গড় বন্ধনের শক্তি হল 627kJ/mol এবং বন্ধনের কোণগুলি একে অপরের 120।

একই সমতলে অবশিষ্ট বিশুদ্ধ 2p অরবিটালগুলি সেই সমতলে লম্ব যেখানে তিনটি o বন্ধন অবস্থিত এবং কার্বন পরমাণুর N-বন্ডগুলি যেগুলি N-বন্ধন তৈরি করে তারা একে অপরের সমান্তরাল এবং ওভারল্যাপ করে একটি বড় N তৈরি করে। -বন্ধন; n ইলেকট্রনের অ-স্থানীয় ইলেকট্রনগুলি সমতলের সমান্তরালে অবাধে চলাচল করতে পারে, এটি পরিবাহী বৈশিষ্ট্য দেয়। তারা দৃশ্যমান আলো শোষণ করতে পারে, গ্রাফাইটকে কালো করে। গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে ভ্যান ডার ওয়ালস বল স্তরগুলির মধ্যে ভ্যালেন্স বন্ড বলের চেয়ে অনেক কম। স্তরগুলির মধ্যে ব্যবধান হল 0.3354nm, এবং বন্ধনের শক্তি হল 5.4kJ/mol৷ গ্রাফাইট স্তরগুলি ষড়ভুজ প্রতিসাম্যের অর্ধেক দ্বারা স্তব্ধ হয়ে যায় এবং প্রতিটি স্তরে পুনরাবৃত্তি হয়, ABAB গঠন করে।

গঠন [৪], এবং এটিকে স্ব-তৈলাক্তকরণ এবং আন্তঃস্তরের অভ্যন্তরীণ ক্ষমতা দিয়ে সমৃদ্ধ করা, যেমন চিত্র 2-5 এ দেখানো হয়েছে। কার্বন ফাইবার হল একটি মাইক্রোক্রিস্টালাইন পাথর-কালি উপাদান যা কার্বনাইজেশন এবং গ্রাফিটাইজেশন দ্বারা জৈব ফাইবার থেকে প্রাপ্ত হয়।

কার্বন ফাইবারের মাইক্রোস্ট্রাকচার কৃত্রিম গ্রাফাইটের অনুরূপ, যা পলিক্রিস্টালাইন বিশৃঙ্খল গ্রাফাইটের কাঠামোর অন্তর্গত। গ্রাফাইট গঠন থেকে পার্থক্যটি পারমাণবিক স্তরগুলির মধ্যে অনিয়মিত অনুবাদ এবং ঘূর্ণনের মধ্যে রয়েছে (চিত্র 2-6 দেখুন)। ছয় উপাদান নেটওয়ার্ক সমযোজী বন্ধন পারমাণবিক স্তরে আবদ্ধ - যা মূলত ফাইবার অক্ষের সমান্তরাল। অতএব, এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে কার্বন ফাইবার ফাইবার অক্ষের উচ্চতা বরাবর একটি বিকৃত গ্রাফাইট গঠন দ্বারা গঠিত, যার ফলে একটি খুব উচ্চ অক্ষীয় প্রসার্য মডুলাস হয়। গ্রাফাইটের ল্যামেলার কাঠামোতে উল্লেখযোগ্য অ্যানিসোট্রপি রয়েছে, যা এর শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলিকেও অ্যানিসোট্রপি দেখায়।

কার্বন ফাইবারের বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ

কার্বন ফাইবারকে ফিলামেন্ট, স্টেপল ফাইবার এবং স্টেপল ফাইবারে ভাগ করা যায়। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সাধারণ টাইপ এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা টাইপ মধ্যে বিভক্ত করা হয়. সাধারণ কার্বন ফাইবারের শক্তি 1000 MPa, মডুলাস প্রায় 10OGPa। উচ্চ-কর্মক্ষমতা কার্বন ফাইবার উচ্চ শক্তি প্রকারে বিভক্ত (শক্তি 2000MPa, মডুলাস 250GPa) এবং উচ্চ মডেল (300GPa এর উপরে মডুলাস)। 4000MPa-এর চেয়ে বেশি শক্তিকে অতি-উচ্চ শক্তির ধরনও বলা হয়; যাদের মডুলাস 450GPa-এর বেশি তাদের অতি-উচ্চ মডেল বলা হয়। মহাকাশ এবং বিমান শিল্পের বিকাশের সাথে, উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ প্রসারিত কার্বন ফাইবার উপস্থিত হয়েছে, এবং এর প্রসারণ 2% এর বেশি। বড় পরিমাণ হল পলিপ্রোপিলিন আই প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার। কার্বন ফাইবারের উচ্চ অক্ষীয় শক্তি এবং মডুলাস আছে, কোন হামাগুড়ি নেই, ভাল ক্লান্তি প্রতিরোধ, অধাতু এবং ধাতুর মধ্যে নির্দিষ্ট তাপ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, তাপ সম্প্রসারণের একটি ছোট সহগ, ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা, কম ফাইবার ঘনত্ব এবং ভাল এক্স-রে সংক্রমণ। যাইহোক, এর প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা দুর্বল এবং ক্ষতি করা সহজ, শক্তিশালী অ্যাসিডের ক্রিয়ায় জারণ ঘটে এবং ধাতুর সাথে মিলিত হলে ধাতু কার্বনাইজেশন, কার্বারাইজেশন এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয় ঘটে। ফলস্বরূপ, কার্বন ফাইবার ব্যবহার করার আগে পৃষ্ঠ চিকিত্সা করা আবশ্যক।