بہت مختلف مواد
جامع مواد روایتی مواد سے مختلف ہوتا ہے کہ جامع حصوں میں دو الگ الگ اجزاء ہوتے ہیں - فائبر اور میٹرکس مواد (سب سے زیادہ عام طور پر پولیمر ریزین) - جو کہ جب آپس میں مل جاتے ہیں تو الگ رہتے ہیں لیکن ایک نیا مواد بنانے کے لیے تعامل کرتے ہیں جس کی خصوصیات کا اندازہ محض اس کی خصوصیات کو شامل کرکے نہیں کیا جاسکتا۔ اجزاء
درحقیقت، فائبر/رال کے امتزاج کا ایک اہم فائدہ اس کی تکمیل ہے۔ مثال کے طور پر پتلے شیشے کے ریشوں میں نسبتاً زیادہ تناؤ کی طاقت ہوتی ہے لیکن وہ آسانی سے خراب ہو جاتے ہیں۔ اس کے برعکس، زیادہ تر پولیمر رال کمزور تناؤ کی طاقت رکھتے ہیں لیکن بہت سخت اور خراب ہوتے ہیں۔ جب ریشہ اور رال کو ملایا جاتا ہے، تاہم، وہ ایک دوسرے کی کمزوریوں کو دور کر سکتے ہیں، ایسا مواد بنا سکتے ہیں جو کسی بھی انفرادی جزو سے کہیں زیادہ مفید ہو۔
مرکبات کی ساختی خصوصیات بنیادی طور پر فائبر کمک سے حاصل ہوتی ہیں۔ بڑی منڈیوں کے لیے تجارتی مرکبات، جیسے کہ آٹوموٹیو پارٹس، بحری جہاز، اشیائے خوردونوش، اور سنکنرن مزاحم صنعتی پرزے، عام طور پر منقطع، تصادفی طور پر مبنی فائبر گلاس یا مسلسل لیکن غیر پر مبنی فائبر شکلوں سے بنائے جاتے ہیں۔
اصل میں ملٹری ایرو اسپیس مارکیٹ کے لیے تیار کیا گیا، جدید کمپوزٹ، جو روایتی ساختی دھاتوں سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں، اب مواصلاتی سیٹلائٹ، ہوائی جہاز، کھیلوں کے سامان، نقل و حمل، بھاری صنعت، اور تیل اور گیس کی تلاش اور ونڈ ٹربائن کی تعمیر کے لیے توانائی کے شعبے میں پائے جاتے ہیں۔
اعلی کارکردگی والے مرکبات اپنی ساختی خصوصیات کو مسلسل، اورینٹڈ، اعلیٰ طاقت والے فائبر ری انفورسمنٹ مواد -- سے اخذ کرتے ہیں جو عام طور پر کاربن فائبر، ایرلپولیمائڈ فائبر، یا گلاس فائبر -- ایک میٹرکس میں ہوتے ہیں جو مشینی صلاحیت کو بہتر بناتا ہے اور میکانیکی خصوصیات کو بڑھاتا ہے۔ جیسے سختی اور کیمیائی مزاحمت۔
فائبر واقفیت کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، جو ایک ایسا عنصر ہے جو کسی بھی ایپلی کیشن میں کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، جامع گولف کلب شافٹ میں، بوران اور کاربن ریشے جامع شافٹ کے اندر مختلف زاویوں پر مبنی ہوتے ہیں، جو اپنی طاقت اور سختی کی خصوصیات کا پورا فائدہ اٹھانے اور ٹارک کے بوجھ اور متعدد موڑنے، کمپریشن، اور تناؤ کی قوتوں کو برداشت کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔
فائبر گلاس
جامع صنعت میں استعمال ہونے والے ریشوں کی اکثریت شیشے کی ہے۔ فائبرگلاس سب سے قدیم اور سب سے عام مضبوط کرنے والا مواد ہے جو زیادہ تر اینڈ مارکیٹ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے (ایرو اسپیس انڈسٹری ایک اہم استثناء ہے) بھاری دھات کے اجزاء کو تبدیل کرنے کے لیے۔
فائبر گلاس کاربن فائبر سے زیادہ بھاری اور کم سخت ہے، جو اگلا سب سے عام کمک مواد ہے، لیکن یہ زیادہ اثر مزاحم ہے اور وقفے کے وقت اس کی لمبائی زیادہ ہوتی ہے (یعنی یہ ٹوٹنے سے پہلے کافی حد تک پھیل جاتی ہے)۔ شیشے کی قسم، فلیمینٹ قطر، کوٹنگ کیمسٹری (جسے "سائزنگ" کہا جاتا ہے)، اور فائبر کی شکل کے لحاظ سے خصوصیات اور کارکردگی کی سطحوں کی ایک وسیع رینج حاصل کی جا سکتی ہے۔
شیشے کے تنت کو بنڈلوں کی شکل میں فراہم کیا جاتا ہے جسے اسٹرینڈ کہتے ہیں، جو مسلسل شیشے کے تنتوں کا مجموعہ ہوتے ہیں۔
گھومنا عام طور پر ایک بڑے اسپول کے گرد دھاگے کی طرح لپیٹے بغیر بٹی ہوئی پٹیوں کا بنڈل ہوتا ہے۔ سنگل اینڈڈ روونگ ایک سے زیادہ شیشے کے تنتوں کے مسلسل اسٹرینڈ پر مشتمل ہوتا ہے جو اسٹرینڈ کی لمبائی کو چلاتا ہے۔ ملٹی اینڈڈ روونگ میں لمبے لیکن مکمل طور پر مسلسل اسٹرینڈ نہیں ہوتے جو سمیٹنے کے دوران حیران کن ترتیب میں شامل یا گرائے جاتے ہیں۔ یارن ایک ساتھ مڑے ہوئے تاروں کا مجموعہ ہے۔
اعلی کارکردگی کا فائبر
کاربن فائبر - اعلی کارکردگی والے ایپلی کیشنز میں اب تک سب سے زیادہ استعمال ہونے والا فائبر - متعدد قسم کے پیشگی نظاموں سے بنایا گیا ہے، بشمول پولی کریلونیٹریل (PAN)، ریون، اور اسفالٹ۔ پیشگی ریشوں کو کیمیائی طور پر علاج کیا جاتا ہے، گرم کیا جاتا ہے اور پھیلایا جاتا ہے، اور پھر اعلی طاقت والے ریشوں کو پیدا کرنے کے لیے کاربنائز کیا جاتا ہے۔ مارکیٹ میں پہلا اعلیٰ کارکردگی والا کاربن فائبر ریون کے پیش رو سے بنایا گیا تھا۔
آج، زیادہ تر ایپلی کیشنز میں polyacrylonitrile اور اسفالٹ پر مبنی ریشوں نے مصنوعی ریشوں کی جگہ لے لی ہے۔ پین پر مبنی کاربن فائبر سب سے زیادہ ورسٹائل ہے۔ وہ خصوصیات کی ایک حیرت انگیز حد پیش کرتے ہیں، بشمول بہترین طاقت اور اعلی سختی۔ اسفالٹ فائبر پیٹرولیم یا کوئلے کے ٹار بٹومین سے بنائے جاتے ہیں اور ان میں اعلی سے انتہائی زیادہ سختی اور تھرمل ایکسپینشن (CTE) کے منفی محوری گتانک تک کم ہوتے ہیں۔ ان کی CTE خصوصیات خاص طور پر خلائی جہاز کی ایپلی کیشنز میں کارآمد ہیں جن کے لیے تھرمل مینجمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ الیکٹرانک انسٹرومنٹ کیسنگ۔
اگرچہ یہ شیشے یا ارامیڈ ریشوں سے زیادہ مضبوط ہوتے ہیں، لیکن کاربن ریشے نہ صرف کم اثر مزاحم ہوتے ہیں، بلکہ جب وہ دھات کے ساتھ رابطے میں آتے ہیں تو وہ گالوانک سنکنرن سے بھی گزرتے ہیں۔ مینوفیکچررز لیمینیٹ کے عمل کے دوران رکاوٹ والے مواد یا پردہ کی تہوں (عام طور پر فائبر گلاس/ایپوکسی) کا استعمال کرکے مؤخر الذکر مسئلہ پر قابو پاتے ہیں۔
اعلی کارکردگی والے کاربن فائبر کی بنیادی فائبر شکل ایک مسلسل فائبر بنڈل ہے جسے فلیمینٹ بنڈل کہتے ہیں۔ ایک کاربن فائبر بنڈل ہزاروں مسلسل، غیر مروڑے تنتوں پر مشتمل ہوتا ہے، تنتوں کی تعداد جس کی نمائندگی ایک عدد سے ہوتی ہے جس کے بعد "K" ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے 1 سے ضرب،000 (مثال کے طور پر، 12K کا مطلب ہے کہ تنتوں کی تعداد 12،000)۔ گچھوں کو براہ راست فلیمینٹ وائنڈنگ یا پلٹروشن مولڈنگ جیسے عمل میں استعمال کیا جا سکتا ہے یا انہیں یک طرفہ ربن، کپڑوں اور دیگر مضبوط شکلوں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔
