ਮਿਤੀ: 2022-05-28  ਸਰੋਤ: ਫਾਈਬਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟਸ

ਆਦਰਸ਼ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਜਾਲੀ ਬਣਤਰ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਛੇ-ਮੈਂਬਰ ਰਿੰਗ ਨੈਟਵਰਕ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਇੱਕ ਬਹੁ-ਪਰਤ ਓਵਰਲੈਪਿੰਗ ਬਣਤਰ ਹੈ। ਛੇ-ਮੈਂਬਰ ਰਿੰਗ ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ sp 2 ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ

ਬੁਨਿਆਦੀ ਬਣਤਰ

ਆਦਰਸ਼ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਜਾਲੀ ਬਣਤਰ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਛੇ-ਮੈਂਬਰ ਰਿੰਗ ਨੈਟਵਰਕ ਬਣਤਰ ਦੇ ਬਣੇ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਹੋਈ ਹੈ। ਛੇ-ਮੈਂਬਰ ਰਿੰਗ ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ sp 2 ਹਾਈਬ੍ਰਿਡਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਮੌਜੂਦ ਹਨ। sp2 ਹਾਈਬ੍ਰਿਡਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ, 1 2s ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤੇ 2 2p ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਤਿੰਨ ਬਰਾਬਰ ਓ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਬਾਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਬਾਂਡ ਦੀ ਦੂਰੀ 0.1421nm ਹੈ, ਔਸਤ ਬਾਂਡ ਊਰਜਾ 627kJ/mol ਹੈ ਅਤੇ ਬਾਂਡ ਦੇ ਕੋਣ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ 120 ਹਨ।

ਉਸੇ ਸਮਤਲ ਵਿੱਚ ਬਾਕੀ ਬਚੇ ਸ਼ੁੱਧ 2p ਔਰਬਿਟਲ ਉਸ ਸਮਤਲ ਲਈ ਲੰਬਵਤ ਹਨ ਜਿੱਥੇ ਤਿੰਨ ਓ ਬਾਂਡ ਸਥਿਤ ਹਨ, ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ N-ਬਾਂਡ ਜੋ N-ਬਾਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡੇ N ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਓਵਰਲੈਪ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। -ਬੰਧਨ; n ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ 'ਤੇ ਗੈਰ-ਸਥਾਨਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸੁਤੰਤਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਹਾਜ਼ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਘੁੰਮ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਨੂੰ ਸੰਚਾਲਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਉਹ ਦਿਸਣਯੋਗ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਨੂੰ ਕਾਲਾ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਜ਼ ਬਲ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਵੈਲੈਂਸ ਬਾਂਡ ਬਲ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ। ਲੇਅਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸਪੇਸਿੰਗ 0.3354nm ਹੈ, ਅਤੇ ਬਾਂਡ ਊਰਜਾ 5.4kJ/mol ਹੈ। ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਪਰਤਾਂ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਸਮਰੂਪਤਾ ਦੇ ਅੱਧੇ ਹਿੱਸੇ ਦੁਆਰਾ ਖੜਕਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਹਰ ਦੂਜੀ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਦੁਹਰਾਈਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ABAB ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।

ਸੰਰਚਨਾ [4], ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਸਵੈ-ਲੁਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਯੋਗਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨਾ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2-5 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਇੱਕ ਮਾਈਕ੍ਰੋਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ ਪੱਥਰ-ਸਿਆਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ ਜੋ ਕਾਰਬਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਜੈਵਿਕ ਫਾਈਬਰ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦਾ ਮਾਈਕਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਨਕਲੀ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਪੌਲੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ ਅਰਾਜਕ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ। ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਬਣਤਰ ਤੋਂ ਅੰਤਰ ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਨਿਯਮਿਤ ਅਨੁਵਾਦ ਅਤੇ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 2-6 ਦੇਖੋ)। ਛੇ-ਤੱਤ ਨੈਟਵਰਕ ਕੋਵਲੈਂਟ ਬਾਂਡ ਦੀ ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਬੰਨ੍ਹਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ - ਜੋ ਕਿ ਮੂਲ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਫਾਈਬਰ ਧੁਰੀ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇਹ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਫਾਈਬਰ ਧੁਰੇ ਦੀ ਉਚਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਵਿਗਾੜਿਤ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਬਣਤਰ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਧੁਰੀ ਟੈਂਸਿਲ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਦੀ ਲੈਮੇਲਰ ਬਣਤਰ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਣ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਦੇ ਭੌਤਿਕ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਵੀ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪੀ ਦਿਖਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਉਪਯੋਗ

ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਨੂੰ ਫਿਲਾਮੈਂਟ, ਸਟੈਪਲ ਫਾਈਬਰ ਅਤੇ ਸਟੈਪਲ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਆਮ ਕਿਸਮ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਿਸਮ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਆਮ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਤਾਕਤ 1000 MPa ਹੈ, ਮਾਡਿਊਲਸ ਲਗਭਗ 10OGPa ਹੈ। ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਨੂੰ ਉੱਚ ਤਾਕਤ ਦੀ ਕਿਸਮ (ਤਾਕਤ 2000MPa, ਮਾਡਿਊਲਸ 250GPa) ਅਤੇ ਉੱਚ ਮਾਡਲ (300GPa ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਮਾਡਿਊਲਸ) ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। 4000MPa ਤੋਂ ਵੱਧ ਤਾਕਤ ਨੂੰ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਤਾਕਤ ਦੀ ਕਿਸਮ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ; 450GPa ਤੋਂ ਵੱਧ ਮਾਡਿਊਲਸ ਵਾਲੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਮਾਡਲ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਏਰੋਸਪੇਸ ਅਤੇ ਹਵਾਬਾਜ਼ੀ ਉਦਯੋਗ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ, ਉੱਚ ਤਾਕਤ ਅਤੇ ਉੱਚ ਲੰਬਾਈ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਪ੍ਰਗਟ ਹੋਏ ਹਨ, ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਲੰਬਾਈ 2% ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ. ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਪੌਲੀਪ੍ਰੋਪਾਈਲੀਨ ਆਈ ਪੈਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਹੈ। ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਧੁਰੀ ਤਾਕਤ ਅਤੇ ਮਾਡਿਊਲਸ, ਕੋਈ ਕ੍ਰੀਪ ਨਹੀਂ, ਚੰਗੀ ਥਕਾਵਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਗੈਰ-ਧਾਤੂ ਅਤੇ ਧਾਤ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਖਾਸ ਤਾਪ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਚਾਲਕਤਾ, ਥਰਮਲ ਵਿਸਥਾਰ ਦਾ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਗੁਣਾਂਕ, ਵਧੀਆ ਖੋਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਘੱਟ ਫਾਈਬਰ ਘਣਤਾ, ਅਤੇ ਵਧੀਆ ਐਕਸ-ਰੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਮਾੜਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨੁਕਸਾਨ ਕਰਨਾ ਆਸਾਨ ਹੈ, ਆਕਸੀਕਰਨ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਐਸਿਡ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੇ ਅਧੀਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਧਾਤ ਦੇ ਕਾਰਬਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ, ਕਾਰਬੁਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਖੋਰ ਉਦੋਂ ਵਾਪਰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇਸਨੂੰ ਧਾਤ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਵਰਤੋਂ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਦਾ ਸਤ੍ਹਾ ਦਾ ਇਲਾਜ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।