কয়েক দশকের উন্নয়নের পর, উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন উন্নত যৌগিক উপাদান কার্বন ফাইবার মহাকাশ, রেল পরিবহন, বুদ্ধিমান যন্ত্রপাতি, উচ্চমানের চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং বিভিন্ন বেসামরিক পণ্য আপগ্রেড করার জন্য একটি পছন্দের উপাদান সমাধান হয়ে উঠেছে। কার্বন ফাইবার যৌগিক উপকরণগুলির কার্যক্ষমতার সুবিধা রয়েছে যেমন হালকা ওজন, উচ্চ শক্তি, কম হামাগুড়ি, জারা প্রতিরোধের এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের। যাইহোক, বিশেষ চাহিদা পূরণ করার সময়, এখনও কিছু সমস্যা বা ত্রুটি রয়েছে। কীভাবে কার্যকরভাবে এই সমস্যাগুলিকে উন্নত করা যায় এবং কার্বন ফাইবার যৌগিক উপকরণগুলির প্রয়োগের মান বাড়ানো যায় সেই সমস্যাটি এই নিবন্ধে অন্বেষণ করা দরকার।
1. শক্ত করা
কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড কম্পোজিট ম্যাটেরিয়ালের উচ্চ শক্তি এবং ভালো পারফরম্যান্স আছে, কিন্তু কম্পোজিট ম্যাটেরিয়ালের বিশেষ ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া তাদের প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা, ফ্র্যাকচার শক্ততা এবং ডিলামিনেশন শক্তির উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে। কার্বন ফাইবার যৌগিক পদার্থ যান্ত্রিক লোডের অধীনে বিভিন্ন ব্যর্থতা প্রক্রিয়া গঠন করবে। একবার রিলিজ স্ট্রেন এনার্জি একটি নতুন সারফেস এরিয়া তৈরি করতে বা ফাটল টিপের কাছে প্লাস্টিকের বিকৃতি তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিকে ছাড়িয়ে গেলে, ফাটল বিস্তারের এই পর্যায়ে গুরুতর পরিণতি দেখা দিতে পারে।
কার্বন ফাইবার উপাদানে ভঙ্গুরতা এবং সহজে ফাটল দেখা দেওয়ার জন্য রেজিনে শক্তকারী এজেন্ট যুক্ত করা একটি প্রচলিত পদ্ধতি। যাইহোক, দৃঢ়তা বৃদ্ধিকারী কণাগুলির সাধারণত দুর্বল বিচ্ছুরণ থাকে এবং প্রায়শই উচ্চ এবং নিম্ন কণার ঘনত্বের অঞ্চল গঠন করে, যা যৌগিক পদার্থের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে পারে। বর্তমানে, ইউরোপ এবং আমেরিকার মতো উন্নত দেশগুলি প্রিপ্রেগ স্তরগুলির মধ্যে ন্যানোফাইবার ঝিল্লি স্থাপন করতে শুরু করেছে। এই মেমব্রেনগুলি প্রিপ্রেগের পুরুত্ব এবং ওজন বাড়ায় না, তবে ইন্টারলেয়ার এলাকায় ভঙ্গুর রজন ম্যাট্রিক্সের জন্য ন্যানোস্কেল রিইনফোর্সিং উপকরণ হিসাবে কাজ করতে পারে, শেষ পর্যন্ত একটি শক্ত রজন তৈরি করে (যা অন্যান্য শক্ত করার সিস্টেমের সাথে একসাথে ব্যবহার করা যেতে পারে)। এই দ্রবণটি কার্বন ফাইবার যৌগিক পদার্থের অ্যান্টি-ডিলামিনেশন, ক্ষতি সহনশীলতা এবং ক্লান্তি-বিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য উপকারী, চাপ বা প্রভাবে ছোট ফাটলের ঘটনা হ্রাস করে।
2. থার্মোপ্লাস্টিক
বর্তমানে, চীনে সর্বাধিক ব্যবহৃত কার্বন ফাইবার যৌগিক উপকরণগুলি এখনও প্রধানত ইপোক্সি রজনের উপর ভিত্তি করে। এই থার্মোসেটিং কার্বন ফাইবার যৌগিক উপাদান সাধারণ শিল্প বা বেসামরিক চাহিদা মেটাতে পারে, কিন্তু অত্যন্ত উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা সহ কিছু উপাদানের জন্য, ইপোক্সি ভিত্তিক কার্বন ফাইবার যৌগিক পদার্থের উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং পরিধান প্রতিরোধের একটি নির্দিষ্ট ফাঁক এখনও রয়েছে। এই কারণে, কার্বন ফাইবার শিল্পের অনেক কোম্পানি সক্রিয়ভাবে সমাধান খুঁজছে।
কার্বন ফাইবার যৌগিক উপাদান সিস্টেমের জন্য, উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ উভয়ই অর্জন করা কঠিন নয়, কিন্তু পরিধান প্রতিরোধের মতো কার্যকারিতা সুবিধাগুলিও পারস্পরিকভাবে সীমাবদ্ধ হবে। কার্বন ফাইবার যৌগিক পদার্থ উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধী না হওয়ার প্রধান কারণ হল ম্যাট্রিক্স উপাদান। অতীতে, যৌগিক পদার্থের তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা সাধারণত বিসলেইমাইড এবং অন্যান্য পদ্ধতি যোগ করে উন্নত করা হয়েছিল, কিন্তু চূড়ান্ত কার্যক্ষমতার ফলাফল এখনও খুব আদর্শ ছিল না। বর্তমানে, অবিরাম কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড PPS/PES/PA6/PEEK এর মতো ইউনিডাইরেকশনাল প্রিপ্রেগের স্থানীয়করণ থার্মোসেটিং কার্বন ফাইবার উপাদানগুলিকে বিশেষ বা উচ্চ-শেষের উপাদানগুলিতে প্রতিস্থাপন করতে পারে, যা উচ্চ শক্তির মতো কার্বন ফাইবার উপকরণগুলির ব্যাপক সুবিধাগুলিকে উন্নত করতে পারে, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, ভাল পরিধান প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের, এবং উচ্চ নিরাপত্তা ফ্যাক্টর. এটি কার্বন ফাইবার কম্পোজিট উপাদানগুলির জন্য পছন্দের সমাধানগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে যা উচ্চ তাপমাত্রা এবং পরিধানের জন্য প্রতিরোধী নয়।