کاربن فائبر کی سب سے قیمتی خصوصیات اس کی طاقت، سختی اور ہلکا پھلکا ہیں۔ کاربن فائبر "ٹوز" میں کاربن کے انتہائی باریک، کرسٹل لائن فلامینٹ سے بنا ہوتا ہے، جس میں ہزاروں انفرادی تنت ہوتے ہیں۔ یہ دھاگے کی طرح کے تاروں کو ایک ساتھ مختلف بُنیوں کے کپڑے میں بُنا جاتا ہے۔ جب کاربن فائبر کپڑے کی تہوں کو کاربن فائبر پلیٹ یا شیٹ میں ایک ساتھ جوڑا جاتا ہے، تو کاربن فائبر لیمینیٹ بہت مضبوط ہوتا ہے۔ تو یہ کتنا مضبوط ہے؟
کاربن فائبر کی طاقت
کاربن فائبر سٹیل سے دوگنا سخت اور پانچ گنا زیادہ مضبوط ہے۔ سٹینلیس سٹیل سے زیادہ مضبوط اور سخت ہونے کے باوجود، کاربن فائبر ہلکا ہوتا ہے، جو اسے ایک مثالی مینوفیکچرنگ مواد بناتا ہے۔
کاربن فائبر کی سختی اور طاقت کی درجہ بندی کرنا
ٹینسائل ماڈیولس کی تعریف اس محور کے ساتھ ساتھ ایک محور سے تناؤ (ابتدائی لمبائی میں اخترتی کا تناسب) کے ساتھ ساتھ تناؤ کا تناسب (قوت فی یونٹ رقبہ) کے طور پر کی گئی ہے۔ سختی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ٹینسائل ماڈیولس اس وقت تک مواد کی لمبائی یا کمپریشن کا اندازہ لگا سکتا ہے جب تک کہ تناؤ مواد کی تناؤ کی طاقت سے کم ہو۔
کاربن ریشوں کو ریشوں کے ٹینسائل ماڈیولس کی بنیاد پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ انگریزی کی پیمائش کی اکائی کراس سیکشنل ایریا کے فی مربع انچ کی طاقت ہے، جسے مختصراً psi (یا ہزار psi کے لیے ksi اور ملین psi کے لیے MSI) کہا جاتا ہے۔ کاربن فائبر کی پانچ درجہ بندییں ہیں: کم ماڈیولس، معیاری ماڈیولس، انٹرمیڈیٹ ماڈیولس، ہائی ماڈیولس، اور الٹرا ہائی ماڈیولس۔
| کاربن فائبر کلاس | کم ماڈیولس | معیاری ماڈیولس | انٹرمیڈیٹ ماڈیولس | ہائی ماڈیولس | الٹرا ہائی ماڈیولس |
| ٹینسائل ماڈیولس جی پی اے | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| ٹینسائل ماڈیولس MSI | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
پرتدار کاربن فائبر ایپوکسی شیٹ یا پلیٹ کی سختی اور طاقت کا تعین اس سے کیا جاتا ہے:
کاربن فائبر مواد کی خصوصیات
ریشوں کی ترتیب کا نظام الاوقات (فائبر کی سمت بندی، بنائی کی قسم اور لیمینیٹ پلیز کی موٹائی)
فائبر/رال کا تناسب
متوازن، سڈول، 0/90deg ترتیب کے شیڈول کے لیے ٹینسائل ماڈیولس کا ایک اچھا تخمینہ 10 MSi (70 GPA) ہوگا۔ اسی ترتیب کے لیے تناؤ کی طاقت کا ایک اچھا تخمینہ 87 KSI (600 MPA) ہوگا۔
اس کے مقابلے میں، اسٹیل کا ٹینسائل ماڈیولس تقریباً 29 MSI (200 GPa) اور ٹینسائل طاقت 61 KSI (420 MPA) ہے۔ ایلومینیم کا ٹینسائل ماڈیولس تقریباً 10 MSI (69 GPa) ہے اور تناؤ کی طاقت 40 KSI (276 MPA) ہے۔
جیسا کہ نیچے دیے گئے جدول سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کاربن فائبر لیمینیٹ میں سب سے زیادہ مخصوص تناؤ کی طاقت اور سب سے زیادہ مخصوص سختی ہوتی ہے۔
| مواد | ٹینسائل ماڈیولس جی پی اے | ٹینسائل سٹرینتھ ایم پی اے | کثافت g/cm3 | مخصوص تناؤ کی طاقت پا ایم3/کلوگرام |
مخصوص ٹینسائل ماڈیولس ایم پی اے ایم3/کلوگرام |
| ایلومینیم | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| سٹیل | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| کاربن فائبر لیمینیٹ | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
الٹرا ہائی ماڈیولس کاربن فائبر معیاری ماڈیولس سے تقریباً 3 گنا زیادہ سخت ہیں لیکن اتنے مضبوط نہیں ہیں۔ اس کے علاوہ، سٹیل اور ایلومینیم دونوں کے مقابلے کاربن فائبر میں تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کی اعلیٰ خصوصیات ہیں۔ اس کے علاوہ، جب مناسب رال کے ساتھ ملایا جائے تو، کاربن ریشے مارکیٹ میں سب سے زیادہ سنکنرن مزاحم مواد میں سے ہیں۔
