✅Carbon Fibre:
 |
 |
✅কার্বন ফাইবার বা বা গ্রাফাইট ফাইবার প্রায় ৫-১০ মাইক্রোমিটার ব্যাসযুক্ত এবং কার্বন পরমাণুর সমন্বয়ে গঠিত। কার্বন ফাইবারগুলোর বিভিন্ন সুবিধা রয়েছে যেমন কম ওজন, উচ্চতর কঠোরতা, উচ্চ প্রসার্য শক্তি, , উচ্চ রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীলতা এবং কম তাপীয় প্রসারণ । এই বৈশিষ্ট্যগুলোর কারণে কার্বন ফাইবারকে এয়ারস্পেস, সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং, সামরিক এবং মোটরস্পোর্টগুলিতে খুব জনপ্রিয় করে তুলেছে। তবে গ্লাস ফাইবার বা প্লাস্টিকের ফাইবারের মতো অনুরূপ ফাইবারগুলোর সাথে তুলনা করলে কার্বন ফাইবার তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল।
 |
কার্বন ফাইবার তৈরি করতে, কার্বন পরমাণুগুলি গুলিতে একসাথে আবদ্ধ হয়ে ক্রিস্টাল যা তৈরি করে ফাইবারের অক্ষের সাথে কম-বেশি সমান্তরালভাবে থাকে। ক্রিস্টাল গঠন উচ্চ শক্তি সম্পন্ন ফাইবার গঠন করে। কয়েক হাজার কার্বন ফাইবার একসাথে Bundle তৈরি করা হয় যা একটি Tow তৈরি করে যা পরবর্তীতে ফ্রেব্রিক বোনার কাজে ব্যবহৃত হয়।
 |
কার্বন ফাইবারগুলি সাধারণত অন্যান্য উপাদানের সাথে একত্রিত হয়ে Composite তৈরি করে। কার্বন ফাইবারকে প্লাস্টিকের resin দিয়ে আবদ্ধ করা হলে এটি উচ্চশক্তি সম্পন্ন কার্বন ফাইবার গঠন করে,যা কিছুটা ভঙ্গুর হলেও অত্যন্ত অনমনীয়। কার্বন ফাইবারগুলি গ্রাফাইটের মতো অন্যান্য উপকরণগুলির সাথে মিশ্রিত করা হয় যাতে শক্তিশালী কার্বন-কার্বন সংমিশ্রণ তৈরি হয়, যার তাপ শোষণ ক্ষমতা খুব বেশি থাকে।
 |
✅১৮৬০ সালে জোসেফ সোয়ান বাল্বে ব্যবহারের জন্য প্রথমবার কার্বন ফাইবার তৈরি করেছিল। ১৮৭৯ সালে, টমাস এডিসন প্রথম বাল্বে একটিতে কার্বন ফাইবার ব্যবহার করেন।১৮৮০ সালে, লুইস লতিমার একটি নির্ভরযোগ্য কার্বন তারের ফিলামেন্ট তৈরি করেন যা বিদ্যুৎ চালিত বাল্বের জন্য ব্যবহৃত হয়।
 |
১৯৫৮ সালে, রজার বেকন ওহাইওয়ের ক্লিভল্যান্ডের বাইরে অবস্থিত ইউনিয়ন কার্বাইড পারমা টেকনিক্যাল সেন্টারে উচ্চ-কর্মক্ষমতাযুক্ত কার্বন ফাইবার তৈরি করেছিলেন। কার্বনাইজড না হওয়া পর্যন্ত এই ফাইবারগুলি rayon এর স্ট্রিং গরম করে তৈরি করা হয়েছিল। এই প্রক্রিয়াটি অদৃশ্য হিসাবে প্রমাণিত হয়েছিল, ফলস্বরূপ ফাইবারগুলিতে কেবল প্রায় 20% কার্বন ছিল এবং এতে দুর্বল শক্তি এবং দৃঢ়তা বিদ্যমান ছিল। ১৯৬০ এর দশকের গোড়ার দিকে, জাপানের শিল্প বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি এজেন্সিতে ডাঃ আকিও সিন্ডো একটি কাঁচামাল হিসাবে পলিয়াক্রিলোনাইট্রাইল (প্যান) ব্যবহার করে একটি প্রক্রিয়া তৈরি করেছিলেন। এটি একটি কার্বন ফাইবার তৈরি করেছিল যা প্রায় ৫৫% কার্বন ধারণ করে। 1960 সালে এইচ.আই. এর রিচার্ড মিলিংটন থম্পসন ফাইবারগ্লাস কোঃ Rayon ব্যবহার করে একটি উচ্চ কার্বন উপাদান (৯৯%) ফাইবার উৎপাদন করার জন্য একটি প্রসেস তৈরি করে। এই কার্বন ফাইবারগুলোর ওজন, উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যর জন্য উচ্চ শক্তি সম্পন্ন Composite এর জন্য একটি শক্তিবৃদ্ধি হিসাবে ব্যবহার করতে পর্যাপ্ত শক্তি ছিল।
 |
কার্বন ফাইবারের উচ্চ সম্ভাব্য শক্তিটি ১৯৬৩ সালে হ্যাম্পশায়ার ফার্নবারোয়ের রয়্যাল এয়ারক্র্যাফ্ট প্রতিষ্ঠানে ডব্লিউ,ওয়াট, এল,এন ফিলিপস এবং ডব্লু জনসন দ্বারা তৈরি একটি প্রক্রিয়াতে উপলব্ধি করা হয়েছিল। প্রক্রিয়াটি যুক্তরাজ্যের প্রতিরক্ষা মন্ত্রক পেটেন্ট করেছিলেন, তারপরে ব্রিটিশ ন্যাশনাল রিসার্চ ডেভলপমেন্ট কর্পোরেশন কর্তৃক তিনটি সংস্থাকে লাইসেন্স দিয়েছিল: রোলস রয়েস, যারা ইতিমধ্যে কার্বন ফাইবার তৈরি করছিল; Morganite; এবং Courtaulds। কয়েক বছরের মধ্যে, ১৯৬৮ সালে ভিকারস ভিসি ১০ এর রোলস-রয়েস কনওয়ে জেট ইঞ্জিন গুলোতে হাইফিল কার্বন-ফাইবার ফ্যান অ্যাসেমব্লির সফল ব্যবহারের পরে,রোলস-রয়েস আমেরিকান বাজারে প্রবেশের জন্য নতুন উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি গ্রহণ করেছিল কার্বন ফাইবার সংক্ষেপক ব্লেড সহ ড়ব -211 এরো ইঞ্জিন এ ব্যবহৃত হয়। দুর্ভাগ্যক্রমে, ব্লেডগুলি Bird impact এর ফলে দুর্বল প্রমাণিত হয়েছিল। এই সমস্যা এবং অন্যান্য কারণে রোলস-রয়েস এ জাতীয় ধাক্কা লেগেছিল যে ১৯৭১ সালে এই সংস্থাটি জাতীয়করণ করা হয়েছিল। কার্বন-ফাইবার উৎপাদনের প্ল্যান্টটি ব্রিস্টল কমপোজিটি তৈরির জন্য বিক্রি করা হয়েছিল।
 |
১৯৬০ এর দশকের শেষদিকে, জাপানীরা প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার তৈরিতে নেতৃত্ব দিয়েছিল। ১৯৭০ সালে একটি যৌথ প্রযুক্তি চুক্তি ইউনিয়ন কার্বাইডকে জাপানের Toray ইন্ডাস্ট্রিজ পণ্য তৈরি করার অনুমতি দেয়। মরগানাইট সিদ্ধান্ত নিয়েছিল যে কার্বন-ফাইবার উৎপাদন মূল ব্যবসার জন্য Peripheral ছিল, কেবলমাত্র যুক্তরাজ্যের একমাত্র বড় প্রস্তুতকারক হিসাবে কোর্টাল্ডসকে রেখে কোর্টেলের জল-ভিত্তিক অজৈব প্রক্রিয়াজাতীয় পণ্যটিকে অপরিষ্কারের জন্য সংবেদনশীল করে তোলে যা অন্যান্য কার্বন-ফাইবার প্রস্তুতকারীদের দ্বারা ব্যবহৃত জৈব প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে না, ১৯৯১ সালে কোর্টাল্ডস কার্বন-ফাইবার উৎপাদন বন্ধ করে দিয়েছিল।
 |
 |
১৯৬০ এর দশকে, বিকল্প কাঁচামাল সন্ধানের পরীক্ষামূলকভাবে তেল প্রক্রিয়াজাতকরণ থেকে প্রাপ্ত পেট্রোলিয়াম পিচ থেকে কার্বন ফাইবার তৈরি শুরু করে। এই ফাইবারগুলোতে প্রায় ৮৫% কার্বন ছিল এবং এতে চমৎকার নমনীয় শক্তি ছিল। এছাড়াও, এই সময়কালে, জাপানিজ সরকার বাড়িতে কার্বন ফাইবার বিকাশকে ব্যাপকভাবে সমর্থন করেছিল এবং বেশ কয়েকটি জাপানি সংস্থা যেমন টয়েরি, নিপ্পন কার্বন, তোহো রেয়ন এবং মিতসুবিশি তাদের নিজস্ব বিকাশ এবং উৎপাদন শুরু করেছিল। ১৯৭০ এর দশকের শেষের দিক থেকে, আরও ধরণের কার্বন ফাইবার সুতা বৈশ্বিক বাজারে প্রবেশ করেছে, উচ্চতর প্রসার্য শক্তি এবং উচ্চতর স্থিতিস্থাপক মডুলাস সরবরাহ করে।
 |
✅একটি 6 μm ব্যাসের কার্বন ফিলামেন্টকে মানুষের চুলের সাথে তুলনা করা হয়।
কার্বন ফাইবার tow wound আকারে Reel এর উপর সরবরাহ করা হয়। Tow হল হাজার হাজার পৃথক কার্বন ফিলামেন্টের একটি বান্ডিল যা জৈব আবরণ যেমন পলিথিলিন অক্সাইড (PEO) বা পলিভিনাইল অ্যালকোহল (PVA) দ্বারা সুরক্ষিত। Tow ব্যবহারের ফলে রিল থেকে সুবিধামত unwound করা যায় । Tow এর প্রতিটি কার্বন ফিলামেন্ট এর ব্যাস ৫-১০ μm। প্রথম প্রজন্মের (উদাঃ টি ৩০০, এইচটিএ এবং এএস ৪) এর ব্যাস ১৬-২৫ μm ছিল। পরবর্তী ফাইবারগুলিতে (উদাঃ আইএম ৬ বা আইএম ৬০০) এর ব্যাস প্রায় ৫-১০ μm।
কার্বন ফাইবারের পারমাণবিক কাঠামো গ্রাফাইটের অনুরূপ।
 |
ফাইবার তৈরির উপর নির্ভর করে কার্বন ফাইবার টার্বোস্ট্রেটিক বা গ্রাফিক হতে পারে বা গ্রাফিক এবং টার্বোস্ট্র্যাটিক উভয় একটি সংকর কাঠামো থাকতে পারে।
টার্বোস্ট্র্যাটিক কার্বন ফাইবারে কার্বন পরমাণুর শিটগুলি একসাথে এলোমেলোভাবে ভাঁজ করা থাকে। পলিঅ্যাক্রিলোনাইট্রাইল (PAN) থেকে প্রাপ্ত কার্বন ফাইবারগুলি টার্বোস্ট্র্যাটিক, যেখানে মেসোফেস পিচ থেকে প্রাপ্ত কার্বন ফাইবারকে ২২০০ ° সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হলে গ্রাফিকে পরিনত হয়।
 |
✅বিভিন্ন প্রকার কার্বন ফাইবার রয়েছে যথাঃ
1.PAN
2Pitch
3.Ultra high elastic modulus (UHM)
4.High elastic modulus (HM)
5.Intermediate elastic modulus (IM)
6.Standard elastic modulus (HT)
7.Low elastic modulus (LM)
Etc.
✅২০১২ সালে, কার্বন ফাইবারের বাজারের জন্য আনুমানিক বৈশ্বিক চাহিদা $১.৭ বিলিয়ন ছিল। ২০১২-২০১৮ সাল থেকে পর্যন্ত বার্ষিক বৃদ্ধি প্রায় ১০-১২%। কার্বন ফাইবারের চাহিদা বিমান, মহাকাশ, বায়ু শক্তি এবং সেইসাথে optimized resin ইত্যাদি এর ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি।
কার্বন ফাইবারের দাম অন্যান্য ফাইবারের তুলনায় বেশি। ইস্পাত এবং কার্বন ফাইবার উপাদানের মধ্যে তুলনা করার জন্য, কার্বন ফাইবারের দাম ১০-১২ গুণ বেশি হতে পারে। 2000 এর দশকের গোড়ার দিকে স্টিলের তুলনায় ৩৫ গুণ বেশি ব্যয়বহুল ছিল যা বর্তমানে অনেক কমেছে।
 |
সম্মিলিত উপকরণগুলি সম্পাদনা করুন
কার্বন ফাইবার সবচেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে reinforce composite কে শক্তিশালী করতে ব্যবহৃত হয়, বিশেষত কার্বন ফাইবার বা গ্রাফাইট reinforce পলিমার হিসাবে পরিচিত উপকরণগুলির শ্রেণি। অ-পলিমার উপকরণগুলি কার্বন ফাইবারের ম্যাট্রিক্স হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
কার্বন ফাইবার aerospace এ এ্যালুমিনিয়ামের পরিবর্তে ব্যবহৃত হচ্ছে।
 |
কার্বন ফাইবারটি বৈদ্যুতিক-পরিবাহী ডামাল কংক্রিট তৈরি করতে ডামালের একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরিবহন অবকাঠামোতে, বিশেষত বিমানবন্দর এর রানওয়ের জন্য এই যৌগিক উপাদান ব্যবহার করা হয় যা বরফ এবং তুষারের উপস্থিতির কারণে ফ্লাইট বাতিল বা বিলম্বিত হবার সম্ভাবনা অনেকাংশে কমিয়ে দেয়।
 |
মোটরসাইকেলের রেসিং গ্লাভস এর উপরে কার্বন ফাইবার এর প্রলেপ দেওয়া হয় যা আঙ্গুলের লিগামেন্টে কে রক্ষা করে।
কার্বন ফাইবার ফিলামেন্ট সুতাগুলি বিভিন্ন প্রক্রিয়াজাতকরণ কৌশলগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেমন : prepregging, filament winding, pultrusion, weaving, braiding,ইত্যাদি। কার্বন ফাইবার এর ওজন লিনিয়ার ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয় (প্রতি ইউনিটের দৈর্ঘ্যের ওজন; ১গ্রাম / ১০০০ মি = ১ টেক্স)। উদাহরণস্বরূপ, জন্য ২০০ টেক্স এর জন্য ৩০০০ ফিলামেন্টের কার্বন ফাইবারের ১০০০ কার্বন ফিলামেন্ট সুতার চেয়ে তিন গুণ শক্তিশালী। এই থ্রেডটি কাপড় বুনতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ফ্রেব্রিকের বাহ্যিক গঠন সাধারণত সুতার লিনিয়ার ঘনত্ব এবং নির্বাচিত তাঁতের উপর নির্ভর করে। কয়েকটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত বুনন হল twill, satin এবং plain।
 |
Book
 |
 |
✅References :
1. "Carbon Fiber Electronic Interconnects "
2."High Performance Carbon Fibers".
3. "Global Carbon Fiber Composites Supply Chain Competitiveness Analysis"
 |
Writer: Rafiul
B.Sc in Textile Engineering
Institute : (SKTEC)
কোন মন্তব্য নেই:
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন