समग्र सामग्री में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले फाइबर का प्रकार

पिछली आधी सदी में, फाइबर-प्रबलित कंपोजिट का व्यापक रूप से उनके उत्कृष्ट गुणों के कारण उपयोग किया गया है, और फाइबर-प्रबलित कंपोजिट की महत्वपूर्ण भूमिका स्वयं स्पष्ट है। मिश्रित सामग्री के उद्भव के बाद से, प्रबलित फाइबर प्राकृतिक फाइबर से सिंथेटिक फाइबर में बदल गए हैं।

वर्तमान में, सबसे आम सुदृढीकरण फाइबर में ग्लास फाइबर, अरिमिड फाइबर, कार्बन फाइबर, आदि शामिल हैं। यह पेपर पहले सामान्य सुदृढीकरण फाइबर प्रकारों का संक्षेप में परिचय देगा।

समग्र सामग्रियों में, राल मैट्रिक्स की मुख्य भूमिका तंतुओं को एक साथ बांधना और बाहरी भार को एक तंतु से दूसरे में स्थानांतरित करना है। अधिकांश प्रबलित फाइबर मुड़े हुए और फ्लॉपी होते हैं, और यदि उन पर तनाव लागू किया जाता है, तो उनके पास पर्याप्त तन्य शक्ति और कठोरता होगी।

सुदृढीकरण फाइबर आमतौर पर बंडल होते हैं, और व्यक्तिगत फाइबर बहुत महीन होते हैं, जैसे कि ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर 5 से 25 माइक्रोन की एक विशिष्ट व्यास सीमा के साथ। तुलना के लिए, मानव बाल आमतौर पर व्यास में 50 और 200 माइक्रोन के बीच होते हैं। सभी फाइबर-प्रबलित "संरचनाओं" को फिलामेंट फाइबर से प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें टो, यार्न, कटा हुआ फाइबर, मिल्ड फाइबर आदि शामिल हैं।

सामान्य सुदृढीकरण फाइबर में ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर शामिल हैं।

1. ग्लास फाइबर

फाइबरग्लास की कई अलग-अलग किस्में हैं, लेकिन कंपोजिट के लिए, दो सबसे आम हैं। लगभग सभी शीसे रेशा-प्रबलित उत्पादों में ई-ग्लास फाइबर मानक प्रकार है, जबकि एस-ग्लास फाइबर (जिसे आर-ग्लास या टी-ग्लास फाइबर भी कहा जाता है) में काफी बेहतर तन्य शक्ति है।

एस-ग्लास फाइबर आमतौर पर ई-ग्लास फाइबर से छोटा होता है, राल मैट्रिक्स में बेहतर आसंजन होता है, और प्रभाव प्रदर्शन में सुधार होता है। लेकिन इसकी कीमत बहुत अधिक है। S-2 ग्लास फाइबर एक उच्च-शक्ति वाला व्यावसायिक S-ग्लास फाइबर है, जिसमें विशिष्ट ई-ग्लास फाइबर की तुलना में दोगुनी तन्य शक्ति होती है और इसमें लगभग 10-20 प्रतिशत अधिक कठोरता भी होती है। लेकिन लगभग सभी अनुप्रयोगों के लिए, ई-ग्लास फाइबर पर्याप्त है।

फाइबरग्लास छोटे व्यास के छेदों के माध्यम से पिघले हुए (1700 डिग्री) खनिज उत्पादों (सिलिका, एल्यूमीनियम और कैल्शियम ऑक्साइड, आदि) को बाहर निकालकर बनाया जाता है। आमतौर पर, ई-ग्लास फाइबर लगभग 10-25 माइक्रोन व्यास के होते हैं, जिससे वे कार्बन फाइबर से बड़े हो जाते हैं।

2. कार्बन फाइबर

विभिन्न यांत्रिक गुणों और लागतों के साथ कार्बन फाइबर कई किस्मों में आते हैं। कार्बन फाइबर सीधे पिघली हुई सामग्री से नहीं निकाला जाता है, लेकिन पूर्ववर्ती फाइबर के ताप उपचार द्वारा बनाया जाता है, जिसमें हवा के वातावरण में पूर्व-ऑक्सीकरण और एक निष्क्रिय वातावरण में कार्बोनाइजेशन शामिल है। तनाव के तहत, फाइबर के भीतर कार्बन संरचना संरेखित होती है, तन्य शक्ति और कठोरता को अधिकतम करने में मदद करती है।

कार्बन फाइबर के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम अग्रदूत पॉलीएक्रिलोनिट्रिल (पैन) फाइबर है। वर्तमान में, सबसे आम मानक और मध्यम मापांक कार्बन फाइबर पैन अग्रदूत पर आधारित हैं। डामर अग्रदूत प्रणाली द्वारा तैयार कार्बन फाइबर का मापांक आमतौर पर अधिक होता है। अग्रदूत के गुणों के आधार पर, फाइबर का व्यास, और गर्मी उपचार (ऑक्सीकरण, कार्बोनाइजेशन, ग्राफिटाइजेशन) प्रक्रिया के विवरण के आधार पर, परिणामस्वरूप कार्बन फाइबर में यांत्रिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।

एक एकल कार्बन फाइबर आमतौर पर एक ग्लास फाइबर से छोटा होता है, जिसका व्यास केवल 5 माइक्रोन होता है। मापांक मापांक मापांक कार्बन फाइबर को अक्सर मानक मापांक और मध्यवर्ती मापांक के साथ वर्गीकृत किया जाता है, विशेष रूप से मापांक के साथ। IM), उच्च मापांक (HM), और अल्ट्रा-उच्च मापांक कार्बन फाइबर।

3. अन्य आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले प्रबलिंग फाइबर

केवलर Aramid फाइबर:

ड्यूपॉन्ट द्वारा विकसित एक सिंथेटिक आर्मीड फाइबर। अन्य वाणिज्यिक आर्मीड फाइबर में ट्वारोन, टेक्नोरा और नोमेक्स शामिल हैं। समग्र सामग्री के लिए एक सुदृढीकरण फाइबर के रूप में, अरिमिड फाइबर मुख्य रूप से उच्च तन्यता ताकत और पंचर, पहनने और टूटने के प्रतिरोध वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। Aramid फाइबर अक्सर बंधन, कट और संभालना मुश्किल होता है, और अक्सर कार्बन फाइबर या ग्लास फाइबर के संयोजन में उपयोग किया जाता है।

बेसाल्ट फाइबर:

ग्लास फाइबर के समान पिघलने और बाहर निकालना प्रक्रिया का उपयोग करके बनाया गया। इसकी तन्य शक्ति और मापांक ई-ग्लास फाइबर से थोड़ा अधिक है लेकिन कार्बन फाइबर से कम है। घनत्व ई-ग्लास फाइबर के समान है। कीमत ई-ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर के बीच है। कम्पोजिट-ग्रेड बेसाल्ट की सीमित आपूर्ति होती है, जो आमतौर पर भूरे रंग की होती है।

अति उच्च आणविक भार पॉलीथीन:

डायनेमा और स्पेक्ट्रा दोनों अति-उच्च आणविक भार पॉलीथीन (यूएचएमडब्ल्यूपीई) या उच्च मापांक पॉलीथीन "(एचएमपीई) एक्सट्रूडेड फिलामेंट से बने फाइबर हैं। यूएचएमडब्ल्यूपीई का उपयोग टग केबल, बॉलिंग, फिशिंग लाइन और वाहन कवच के लिए किया जाता है और यह बीहड़ और टिकाऊ होता है। ये फाइबर का उपयोग समग्र अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, अक्सर कार्बन फाइबर के साथ मिलाया जाता है। डायनेमा / कार्बन फाइबर हाइब्रिड सुदृढीकरण लैमिनेट्स की कठोरता, ऊर्जा अवशोषण और कार्बन फाइबर के प्रभाव प्रतिरोध में सुधार कर सकता है। पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए स्पेक्ट्रा कपड़ों को शीर्ष पर लागू किया जा सकता है।

उच्च आणविक भार पॉलीप्रोपाइलीन:

इंनेग्रा उच्च आणविक भार पॉलीप्रोपाइलीन (HMPP) से Innegra Technologies द्वारा बनाया गया एक फाइबर है। जबकि केवलर या डायनेमा जितना मजबूत नहीं है, इंनेग्रा कम लागत पर प्रभाव और टूटने के लिए कठिन और प्रतिरोधी है। टुकड़े टुकड़े की कठोरता को बढ़ाने के लिए कार्बन फाइबर या ग्लास फाइबर के साथ मिश्रित संकर सुदृढीकरण सामग्री के एक घटक के रूप में अक्सर इंनेग्रा का उपयोग किया जाता है।

पौधे के रेशे:

जबकि शीसे रेशा और कार्बन फाइबर सबसे आम प्रबलिंग फाइबर हैं, सबसे पुराने संरचनात्मक प्रबलिंग फाइबर लकड़ी और पौधे के फाइबर हैं। पिछले एक दशक में, लेमिनेट प्लांट फाइबर, विशेष रूप से सन और जूट में रुचि का पुनरुत्थान हुआ है, जो उपयोगी यांत्रिक गुणों की पेशकश करते हैं और मानक फाइबर प्रकारों के समान प्रसंस्करण की पेशकश करते हैं। एक चुनौती प्लांट फाइबर फेस पारंपरिक इंजीनियर सामग्री की तुलना में यांत्रिक गुणों की एक व्यापक श्रेणी है, और वे नियमित ई-ग्लास फाइबर के रूप में मजबूत नहीं हैं। नमी अवशोषण सभी जैव-आधारित समग्र सुदृढीकरण सामग्री के लिए एक समस्या है, जो कई समग्र प्रक्रियाओं के लिए समस्या पैदा कर सकता है।

सिरेमिक फाइबर:

सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट (सीएमसी) में कार्बन फाइबर कंपोजिट के समान यांत्रिक गुण होते हैं लेकिन अत्यधिक उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। वे आमतौर पर ऑक्साइड और गैर-ऑक्साइड फाइबर से टूट जाते हैं, जो उनकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है। गैर-ऑक्साइड पक्ष पर, बोरॉन अविश्वसनीय संपीड़न शक्ति के साथ सबसे प्रसिद्ध सिरेमिक प्रबलिंग सामग्री में से एक है। सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) फाइबर में उच्च शक्ति और कठोरता होती है और यह बहुत कठोर होते हैं। ऑक्साइड-आधारित फाइबर में ऑक्सीकरण प्रतिरोध अधिक होता है लेकिन यांत्रिक गुण कम होते हैं।

ज़ियामेन LFT समग्र प्लास्टिक कं, लिमिटेड एक ब्रांड-नाम कंपनी है जो LFT और LFRT पर केंद्रित है। लॉन्ग ग्लास फाइबर सीरीज़ (LGF) और लॉन्ग कार्बन फ़ाइबर सीरीज़ (LCF)। कंपनी के थर्माप्लास्टिक एलएफटी का उपयोग एलएफटी-जी इंजेक्शन मोल्डिंग और एक्सट्रूज़न के लिए किया जा सकता है, और एलएफटी-डी मोल्डिंग के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। यह ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुसार उत्पादित किया जा सकता है: लंबाई में 5 ~ 25 मिमी। कंपनी के लंबे-फाइबर निरंतर घुसपैठ प्रबलित थर्मोप्लास्टिक्स ने ISO9001 और 16949 सिस्टम प्रमाणन पारित किया है, और उत्पादों ने बहुत सारे राष्ट्रीय ट्रेडमार्क और पेटेंट प्राप्त किए हैं।

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