تاریخ: 28-05-2022  ماخذ: فائبر کمپوزٹ

مثالی گریفائٹ کرسٹل کی جالی ساخت ہیکساگونل کرسٹل سسٹم سے تعلق رکھتی ہے، جو کہ ایک کثیر پرت اوورلیپنگ ڈھانچہ ہے جو چھ رکنی رنگ نیٹ ورک ڈھانچے میں کاربن ایٹموں پر مشتمل ہے۔ چھ رکنی انگوٹھی میں کاربن کے ایٹم ایس پی 2 ہائبرڈ کی شکل میں ہوتے ہیں

بنیادی ڈھانچہ

مثالی گریفائٹ کرسٹل کی جالی ساخت ہیکساگونل کرسٹل سسٹم سے تعلق رکھتی ہے، جو کہ کاربن ایٹموں پر مشتمل ہے جو چھ رکنی رنگ کے نیٹ ورک ڈھانچے پر مشتمل ہے۔ چھ رکنی انگوٹی میں، کاربن کے ایٹم ایس پی 2 ہائبرڈائزیشن موجود ہیں۔ sp2 ہائبرڈائزیشن میں، 1 2s الیکٹران اور 2 2p الیکٹران ہائبرڈائزیشن ہیں، جو تین مساوی o مضبوط بانڈز بناتے ہیں، بانڈ کا فاصلہ 0.1421nm ہے، بانڈ کی اوسط توانائی 627kJ/mol ہے اور بانڈ کے زاویے ایک دوسرے سے 120 ہیں۔

اسی جہاز میں باقی خالص 2p مدار اس ہوائی جہاز پر کھڑے ہیں جہاں تین o بانڈز واقع ہیں، اور کاربن ایٹموں کے N-بانڈ جو N-بانڈ بناتے ہیں ایک دوسرے کے متوازی ہوتے ہیں اور ایک بڑا N بنانے کے لیے اوورلیپ ہوتے ہیں۔ -بانڈ؛ n الیکٹران پر غیر مقامی الیکٹران آزادانہ طور پر ہوائی جہاز کے متوازی حرکت کر سکتے ہیں، اس کو ترسیلی خصوصیات دیتے ہیں۔ وہ نظر آنے والی روشنی کو جذب کر سکتے ہیں، جس سے گریفائٹ سیاہ ہو جاتا ہے۔ گریفائٹ تہوں کے درمیان وین ڈیر والز فورس تہوں کے اندر والینس بانڈ فورس سے کہیں کم ہے۔ تہوں کے درمیان فاصلہ 0.3354nm ہے، اور بانڈ انرجی 5.4kJ/mol ہے۔ گریفائٹ کی تہیں نصف ہیکساگونل ہم آہنگی سے لڑکھڑا جاتی ہیں اور ہر دوسری تہہ میں دہرائی جاتی ہیں، جس سے ABAB بنتا ہے۔

ساخت [4]، اور اسے خود چکنا کرنے اور انٹرلیئر اندرونی صلاحیت کے ساتھ عطا کرنا، جیسا کہ شکل 2-5 میں دکھایا گیا ہے۔ کاربن فائبر ایک مائکرو کرسٹل لائن پتھر کی سیاہی کا مواد ہے جو کاربنائزیشن اور گرافٹائزیشن کے ذریعہ نامیاتی فائبر سے حاصل کیا جاتا ہے۔

کاربن فائبر کا مائکرو اسٹرکچر مصنوعی گریفائٹ سے ملتا جلتا ہے، جو پولی کرسٹل لائن افراتفری گریفائٹ کی ساخت سے تعلق رکھتا ہے۔ گریفائٹ ڈھانچے سے فرق جوہری تہوں کے درمیان فاسد ترجمہ اور گردش میں ہے (شکل 2-6 دیکھیں)۔ چھ عنصری نیٹ ورک ہم آہنگی بانڈ - کی جوہری پرت میں پابند ہے جو بنیادی طور پر فائبر محور کے متوازی ہے۔ لہذا، عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ کاربن فائبر فائبر کے محور کی اونچائی کے ساتھ ایک بے ترتیب گریفائٹ ڈھانچے پر مشتمل ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں بہت زیادہ محوری ٹینسائل ماڈیولس ہوتا ہے۔ گریفائٹ کے لیمیلر ڈھانچے میں اہم انیسوٹروپی ہوتی ہے، جس کی وجہ سے اس کی جسمانی خصوصیات بھی انیسوٹروپی کو ظاہر کرتی ہیں۔

کاربن فائبر کی خصوصیات اور استعمال

کاربن فائبر کو فلیمینٹ، سٹیپل فائبر اور سٹیپل فائبر میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مکینیکل خصوصیات کو عام قسم اور اعلی کارکردگی کی قسم میں تقسیم کیا گیا ہے۔ عام کاربن فائبر کی طاقت 1000 MPa ہے، ماڈیولس تقریباً 10OGPa ہے۔ اعلی کارکردگی والے کاربن فائبر کو اعلی طاقت کی قسم (طاقت 2000MPa، ماڈیولس 250GPa) اور اعلی ماڈل (300GPa سے اوپر کا ماڈیولس) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ 4000MPa سے زیادہ طاقت کو انتہائی اعلی طاقت کی قسم بھی کہا جاتا ہے۔ جن کا ماڈیولس 450GPa سے زیادہ ہے ان کو الٹرا ہائی ماڈل کہا جاتا ہے۔ ایرو اسپیس اور ایوی ایشن انڈسٹری کی ترقی کے ساتھ، اعلی طاقت اور اعلی لمبائی کاربن فائبر ظاہر ہوا ہے، اور اس کی لمبائی 2٪ سے زیادہ ہے۔ بڑی مقدار پولی پروپیلین آئی پین پر مبنی کاربن فائبر ہے۔ کاربن فائبر میں اعلی محوری طاقت اور ماڈیولس، کوئی رینگنا نہیں، اچھی تھکاوٹ مزاحمت، غیر دھات اور دھات کے درمیان مخصوص حرارت اور برقی چالکتا، تھرمل توسیع کا ایک چھوٹا گتانک، اچھی سنکنرن مزاحمت، کم فائبر کثافت، اور اچھی ایکس رے ٹرانسمیشن ہے۔ تاہم، اس کی اثر مزاحمت کمزور اور نقصان پہنچانا آسان ہے، مضبوط تیزاب کے عمل کے تحت آکسیکرن ہوتا ہے، اور دھاتی کاربنائزیشن، کاربرائزیشن، اور الیکٹرو کیمیکل سنکنرن اس وقت ہوتی ہے جب اسے دھات کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، کاربن فائبر کو استعمال کرنے سے پہلے سطح کا علاج کیا جانا چاہئے.