View source for कार्बन फाइबर

{{short description|Material fibers about 5–10 μm in diameter composed of carbon}}
{{About|loose or woven carbon filament|the rigid composite material made from carbon fiber used in aerospace and other applications|Carbon fiber reinforced polymer}}
{{More citations needed
|date=February 2020}}
{{Use American English|date=September 2020}}<!-- IUPAC spelling for chemical elements (aluminium, sulfur, caesium, etc.). -->

[[File:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumb|right|बुने हुए कार्बन तंतुओं से बना कपड़ा]]
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कार्बन [[फाइबर]] [[अमेरिकी और ब्रिटिश अंग्रेजी वर्तनी अंतर]] कार्बन फाइबर (वैकल्पिक रूप से CF, ग्रेफाइट फाइबर या ग्रेफाइट फाइबर) लगभग फाइबर होते हैं {{convert|5|to(-)|10|μm|in|sp=us}} व्यास में और ज्यादातर [[कार्बन]] परमाणुओं से बना है।<ref>{{Citation|last1=Chaudhary|first1=Anisha|title=Electromagnetic Shielding Capabilities of Metal Matrix Composites|date=2021-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128035818118284|encyclopedia=Encyclopedia of Materials: Composites|pages=428–441|editor-last=Brabazon|editor-first=Dermot|place=Oxford|publisher=Elsevier|language=en|isbn=978-0-12-819731-8|access-date=2022-02-14|last2=Gupta|first2=Vinay|last3=Teotia|first3=Satish|last4=Nimanpure|first4=Subhash|last5=Rajak|first5=Dipen K.}}</ref> कार्बन फाइबर के कई फायदे हैं: उच्च कठोरता, उच्च तन्यता ताकत, उच्च शक्ति से वजन अनुपात, उच्च रासायनिक प्रतिरोध, उच्च तापमान सहिष्णुता और कम तापीय विस्तार।<ref>{{cite thesis |url=https://www.materialsciencejournal.org/vol14no1/carbon-fibres-production-properties-and-potential-use/ |title=Carbon Fibres: Production, Properties and Potential Use |first=Pooja |last=Bhatt |date=2017 |access-date=2021-07-25 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20210430225305/https://www.materialsciencejournal.org/vol14no1/carbon-fibres-production-properties-and-potential-use/ |archive-date=2021-04-30}}</ref> इन गुणों ने कार्बन फाइबर को एयरोस्पेस, सिविल इंजीनियरिंग, सैन्य, मोटरस्पोर्ट्स और अन्य प्रतियोगिता खेलों में बहुत लोकप्रिय बना दिया है।<ref>{{Cite web |url=https://www.clarco.com/what-is-carbon-fiber-plate-in-shoes.html |title=What is the Carbon Fiber Plate in Shoes? Let's Make It All Clear Here! |date=19 November 2022 |publisher=clarco.com |access-date=2022-11-19}}</ref> हालांकि, वे [[ग्लास फाइबर]], [[बेसाल्ट फाइबर]] या प्लास्टिक फाइबर जैसे समान फाइबर की तुलना में अपेक्षाकृत महंगे हैं।<ref>{{cite journal |url=https://www.sv-jme.eu/?ns_articles_pdf=/ns_articles/files/ojs/43/submission/copyedit/43-130-1-CE.pdf&id=2847 |title=टुकड़े टुकड़े मिश्रित सामग्री में ट्रेसिंग दोषों के लिए अल्ट्रासोनिक सी-स्कैन तकनीकों का अनुप्रयोग|first1=Theodoros |last1=Hasiotis |first2=Efstratios |last2=Badogiannis |first3=Nicolaos Georgios |last3=Tsouvalis |journal=Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering |volume=57 |issue=3 |pages=192-203 |year=2011 |access-date=2023-02-21 |issn=2536-3948}}</ref>
कार्बन फाइबर का उत्पादन करने के लिए, कार्बन परमाणु क्रिस्टल में एक साथ बंधे होते हैं जो फाइबर की लंबी धुरी के समानांतर कम या ज्यादा संरेखित होते हैं क्योंकि क्रिस्टल संरेखण फाइबर को एक उच्च शक्ति-से-आयतन अनुपात देता है (दूसरे शब्दों में, यह मजबूत होता है) इसका आकार)। एक [[टो (फाइबर)]] बनाने के लिए कई हजार कार्बन फाइबर को एक साथ बांधा जाता है, जिसे स्वयं इस्तेमाल किया जा सकता है या कपड़े में [[बुना]] जा सकता है।

मिश्रित सामग्री बनाने के लिए कार्बन फाइबर आमतौर पर अन्य सामग्रियों के साथ संयुक्त होते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक [[प्लास्टिक]] और [[आटोक्लेव (औद्योगिक)]] के साथ प्रवेश किया जाता है, तो यह [[कार्बन-फाइबर-प्रबलित बहुलक]] (अक्सर कार्बन फाइबर के रूप में जाना जाता है) बनाता है, जिसमें बहुत अधिक शक्ति-से-भार अनुपात होता है और कुछ हद तक भंगुर होने पर अत्यंत कठोर होता है। [[प्रबलित कार्बन-कार्बन]] कंपोजिट बनाने के लिए कार्बन फाइबर को अन्य सामग्रियों, जैसे [[ग्रेफाइट]] के साथ भी मिश्रित किया जाता है, जिसमें बहुत अधिक गर्मी सहनशीलता होती है।

== इतिहास ==
फ़ाइल: रेशम कोकून से कार्बन फाइबर। tif|एक रेशम कोकून का अंगूठा। इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ - नीचे बाईं ओर स्केल बार 100 माइक्रोमीटर | माइक्रोमीटर दिखाता है।

1860 में, [[जोसेफ स्वान]] ने प्रकाश बल्बों में उपयोग के लिए पहली बार कार्बन फाइबर का उत्पादन किया।<ref>{{cite thesis |url=https://drum.lib.umd.edu/bitstream/handle/1903/6997/umi-umd-4508.pdf |title=कार्बन फाइबर इलेक्ट्रॉनिक इंटरकनेक्ट|first=Yuliang |last=Deng |date=2007 |access-date=2017-03-02 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20190404201211/https://drum.lib.umd.edu/bitstream/handle/1903/6997/umi-umd-4508.pdf |archive-date=2019-04-04}}</ref> 1879 में, [[ थॉमस एडीसन ]] ने उच्च तापमान पर सूती धागे या बांस के टुकड़ों को बेक किया और उन्हें बिजली से गर्म होने वाले पहले गरमागरम प्रकाश बल्बों में से एक में उपयोग किए जाने वाले ऑल-कार्बन फाइबर फिलामेंट में कार्बोनाइज किया।<ref>{{cite web |url=http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/carbonfibers.html |title=उच्च प्रदर्शन कार्बन फाइबर|publisher=American Chemical Society |work=National Historic Chemical Landmarks |date=2003 |access-date=2014-04-26 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20140427100035/http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/carbonfibers.html |archive-date=2014-04-27}}</ref> 1880 में, [[लुईस हॉवर्ड लैटिमर]] ने बिजली से गर्म होने वाले गरमागरम प्रकाश बल्ब के लिए एक विश्वसनीय कार्बन वायर फिलामेंट विकसित किया।<ref>{{cite web |url=http://www.nps.gov/edis/forkids/the-gifted-men-who-worked-for-edison.htm |title=द गिफ्टेड मेन हू वर्क फॉर एडिसन|publisher=National Park Service |access-date=2014-12-01 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20150207003814/http://www.nps.gov/edis/forkids/the-gifted-men-who-worked-for-edison.htm |archive-date=2015-02-07}}</ref>
1958 में, [[रोजर बेकन (भौतिक विज्ञानी)]] ने [[ओहियो]] के [[क्लीवलैंड]] के बाहर स्थित [[यूनियन कार्बाइड]] परमा तकनीकी केंद्र में उच्च-प्रदर्शन वाले कार्बन फाइबर बनाए।<ref>{{cite patent |inventor=Bacon, Roger |title=फिलामेंटरी ग्रेफाइट और उसके उत्पादन की विधि|country=US |number=2957756 |gdate=1960-10-25 |fdate=1958-03-18}}</ref> उन तंतुओं का निर्माण रेयॉन के तंतुओं को तब तक गर्म करके किया जाता है जब तक कि वे [[ अथ जलकर कोयला हो जाना ]] न हो जाएं। यह प्रक्रिया अक्षम साबित हुई, क्योंकि परिणामी तंतुओं में केवल लगभग 20% कार्बन था। 1960 के दशक की शुरुआत में, कच्चे माल के रूप में [[ polyacrylonitrile ]] (PAN) का उपयोग करते हुए जापान के राष्ट्रीय उन्नत औद्योगिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान में डॉ. अकीओ शिंदो द्वारा एक प्रक्रिया विकसित की गई थी। इसने कार्बन फाइबर का उत्पादन किया था जिसमें लगभग 55% कार्बन था। 1960 में H.I के रिचर्ड मिलिंगटन। थॉम्पसन फाइबरग्लास कंपनी ने एक अग्रदूत के रूप में रेयॉन का उपयोग करके एक उच्च कार्बन सामग्री (99%) फाइबर का उत्पादन करने के लिए एक प्रक्रिया (यूएस पेटेंट संख्या 3,294,489) विकसित की। इन कार्बन फाइबर में वजन गुणों के लिए उच्च शक्ति और उच्च तापमान प्रतिरोधी अनुप्रयोगों के लिए कंपोजिट के सुदृढीकरण के रूप में उपयोग करने के लिए पर्याप्त ताकत (लोच और तन्य शक्ति का मापांक) थी।

1963 में फार्नबोरो, हैम्पशायर में [[शाही विमान प्रतिष्ठान]] में डब्ल्यू. वाट, एल.एन. फिलिप्स और डब्ल्यू. जॉनसन द्वारा विकसित एक प्रक्रिया में कार्बन फाइबर की उच्च संभावित ताकत का एहसास हुआ। इस प्रक्रिया को ब्रिटेन के [[रक्षा मंत्रालय (यूनाइटेड किंगडम)]] द्वारा पेटेंट कराया गया था, फिर ब्रिटिश [[राष्ट्रीय अनुसंधान विकास निगम]] द्वारा तीन कंपनियों को लाइसेंस दिया गया: [[रोल्स-रॉयस लिमिटेड]] | रोल्स-रॉयस, जो पहले से ही कार्बन फाइबर बना रहे थे; मोर्गनाइट; और [[Courtaulds]] कुछ वर्षों के भीतर, 1968 में [[विकर्स वीसी10]] के [[रोल्स-रॉयस कॉनवे]] जेट इंजन में हाइफिल कार्बन-फाइबर-प्रबलित बहुलक|कार्बन-फाइबर फैन असेंबली के सफल उपयोग के बाद,<ref>{{cite journal |url=http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1968/1968%20-%202107.html?search=rolls-royce%20rb211%20hyfil |title=स्टैंड पॉइंट्स|journal=Flight International |via=Flight Global Archive |page=481 |date=1968-09-26 |access-date=2014-08-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140814123711/http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1968/1968%20-%202107.html?search=rolls-royce%20rb211%20hyfil |archive-date=2014-08-14}}</ref> रोल्स-रॉयस ने अपने [[रोल्स-रॉयस RB211]]|RB-211 एयरो-इंजन के साथ कार्बन-फाइबर कंप्रेसर ब्लेड के साथ अमेरिकी बाजार में प्रवेश करने के लिए नई सामग्री के गुणों का लाभ उठाया। दुर्भाग्य से, ब्लेड [[ पक्षी हड़ताल ]] से क्षति के प्रति संवेदनशील साबित हुए। इस समस्या और अन्य ने रोल्स-रॉयस को ऐसा झटका दिया कि 1971 में कंपनी का राष्ट्रीयकरण कर दिया गया। कार्बन-फाइबर उत्पादन संयंत्र को ब्रिस्टल कंपोजिट मैटेरियल्स इंजीनियरिंग लिमिटेड बनाने के लिए बेच दिया गया था।<ref>{{Cite web|title=रोल्स-रॉयस - ग्रेस गाइड|url=https://www.gracesguide.co.uk/Rolls-Royce#cite_note-16|access-date=2020-09-22|website=www.gracesguide.co.uk}}</ref> (अक्सर ब्रिस्टल सम्मिश्र के रूप में जाना जाता है)।

1960 के दशक के अंत में, जापानियों ने पैन-आधारित कार्बन फाइबर के निर्माण का बीड़ा उठाया। 1970 के एक संयुक्त प्रौद्योगिकी समझौते ने यूनियन कार्बाइड को जापान के [[टोरे इंडस्ट्रीज]] उत्पाद के निर्माण की अनुमति दी। मॉर्गनाइट ने निर्णय लिया कि कार्बन-फाइबर का उत्पादन उसके मुख्य व्यवसाय के लिए परिधीय था, जिससे कोर्टटॉल्ड्स एकमात्र बड़े यूके निर्माता के रूप में रह गए। कोर्टेल की जल-आधारित अकार्बनिक प्रक्रिया ने उत्पाद को उन अशुद्धियों के लिए अतिसंवेदनशील बना दिया जो अन्य कार्बन-फाइबर निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली जैविक प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करती थीं, 1991 में कार्बन-फाइबर उत्पादन को बंद करने वाले प्रमुख कोर्टटॉल्ड्स।

[[File:Ready to use carbon fiber sheet.jpg|thumb|मोल्डिंग से पहले कारखाने में कार्बन फाइबर शीट का उपयोग करने के लिए तैयार]]1960 के दशक के दौरान, वैकल्पिक कच्चे माल को खोजने के लिए प्रायोगिक कार्य ने तेल प्रसंस्करण से प्राप्त पेट्रोलियम पिच से बने कार्बन फाइबर की शुरुआत की। इन रेशों में लगभग 85% कार्बन होता है और इनमें उत्कृष्ट वंक शक्ति होती है। इसके अलावा, इस अवधि के दौरान, जापानी सरकार ने घर में कार्बन फाइबर के विकास का भारी समर्थन किया और कई जापानी कंपनियों जैसे टोरे, निप्पॉन कार्बन, टोहो रेयन और [[मित्सुबिशी]] ने अपना विकास और उत्पादन शुरू किया। 1970 के दशक के उत्तरार्ध से, कार्बन फाइबर यार्न के अन्य प्रकारों ने वैश्विक बाजार में प्रवेश किया, उच्च [[तन्यता ताकत]] और उच्च लोचदार मापांक की पेशकश की। उदाहरण के लिए, Toray से T400 4,000 [[पास्कल (यूनिट)]] की तन्य शक्ति और M40, 400 GPa का मापांक। इंटरमीडिएट कार्बन फाइबर, जैसे टोहो रेयान से 6,000 एमपीए तक आईएम 600 विकसित किए गए थे। Toray, Celanese और Akzo से कार्बन फाइबर ने पहले सैन्य और बाद में नागरिक विमानों में मैकडॉनेल डगलस, बोइंग, एयरबस और इरकुट MC-21 विमानों के रूप में माध्यमिक से प्राथमिक भागों में एयरोस्पेस अनुप्रयोग के लिए अपना रास्ता खोज लिया। 1988 में, डॉ. [[जैकब लेहगेन]] ने ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाने वाले संतुलित अल्ट्रा-हाई यंग मॉड्यूलस (100 एमपीएसआई से अधिक) और उच्च तन्यता ताकत पिच कार्बन फाइबर (500 केपीएस से अधिक) का आविष्कार किया। मार्च 2006 में, टेनेसी रिसर्च फाउंडेशन विश्वविद्यालय को पेटेंट सौंपा गया था।<ref>{{cite patent |country=US |number=4915926 |title=संतुलित अति उच्च मापांक और उच्च तन्यता ताकत कार्बन फाइबर|invent1=Lahijani, Jacob |pubdate=1990-04-10}}<!-- See legal events tab for assignee --></ref>


== संरचना और गुण ==
[[File:Cfaser haarrp.jpg|thumb|right|200px|एक मानव बाल की तुलना में एक 6 माइक्रोन व्यास कार्बन फिलामेंट (नीचे से ऊपर दाईं ओर चल रहा है)।]]रील पर निरंतर टो घाव के रूप में कार्बन फाइबर की आपूर्ति अक्सर की जाती है। टो हजारों निरंतर व्यक्तिगत कार्बन फिलामेंट्स का एक बंडल है जो एक कार्बनिक कोटिंग, या आकार, जैसे [[पॉलीथीन ऑक्साइड]] (पीईओ) या [[पॉलीविनायल अल्कोहल]] (पीवीए) द्वारा संरक्षित और संरक्षित है। उपयोग के लिए टो को आसानी से रील से खोला जा सकता है। टो में प्रत्येक कार्बन फिलामेंट 5-10 [[माइक्रोमीटर]] के व्यास वाला एक निरंतर सिलेंडर है और इसमें लगभग विशेष रूप से कार्बन होता है। सबसे पुरानी पीढ़ी (जैसे टी300, एचटीए और एएस4) का व्यास 16-22 माइक्रोमीटर था।<ref name=cantwell>{{cite journal |first1=W.J. |last1=Cantwell |first2=J. |last2=Morton |title=The impact resistance of composite materials – a review |journal=Composites |year=1991 |volume=22 |issue=5 |pages=347–362 |doi=10.1016/0010-4361(91)90549-V}}</ref> बाद के तंतुओं (जैसे IM6 या IM600) का व्यास लगभग 5 माइक्रोमीटर होता है।<ref name=cantwell/>

कार्बन फाइबर की परमाणु संरचना ग्रेफाइट के समान होती है, जिसमें एक नियमित [[षट्भुज]] पैटर्न ([[ग्राफीन]] शीट्स) में व्यवस्थित कार्बन [[परमाणुओं]] की चादरें होती हैं, इन शीट्स इंटरलॉक के तरीके में अंतर होता है। ग्रेफाइट एक [[क्रिस्टलीय]] सामग्री है जिसमें चादरें नियमित रूप से एक दूसरे के समानांतर खड़ी होती हैं। चादरों के बीच अंतराआण्विक बल अपेक्षाकृत कमजोर वैन डेर वाल्स बल होते हैं, जो ग्रेफाइट को नरम और भंगुर गुण प्रदान करते हैं।

फाइबर बनाने के अग्रदूत के आधार पर, कार्बन फाइबर टर्बोस्टेटिक या ग्रेफाइटिक हो सकता है, या ग्रेफाइटिक और टर्बोस्टेटिक दोनों भागों के साथ एक संकर संरचना हो सकती है। टर्बोस्टेटिक कार्बन फाइबर में कार्बन परमाणुओं की चादरें एक साथ बेतरतीब ढंग से मुड़ी हुई या उखड़ी हुई होती हैं। Polyacrylonitrile|Polyacrylonitrile (PAN) से प्राप्त कार्बन फाइबर टर्बोस्ट्रेटिक हैं, जबकि [[मेसोफ़ेज़]] [[पिच (राल)]] से प्राप्त कार्बन फाइबर 2200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर गर्मी उपचार के बाद ग्रेफाइटिक हैं। टर्बोस्ट्रेटिक कार्बन फाइबर में उच्च परम तन्य शक्ति होती है, जबकि गर्मी-उपचारित मेसोफ़ेज़-पिच-व्युत्पन्न कार्बन फाइबर में उच्च यंग का मापांक (यानी, उच्च कठोरता या भार के तहत विस्तार के लिए प्रतिरोध) और उच्च तापीय चालकता होती है।

== अनुप्रयोग ==
[[File:Ray Ban Giant.jpg|thumb|कार्बन फाइबर धूप का चश्मा मंदिर और कार्बन फाइबर साइकिल फ्रेम ट्यूब]]2012 में, कार्बन फाइबर बाजार की अनुमानित वैश्विक मांग 2012 से 2018 तक 10-12% की अनुमानित वार्षिक वृद्धि के साथ $1.7 बिलियन थी।<ref>{{Cite web |url=http://www.nrel.gov/docs/fy16osti/66071.pdf |title=वैश्विक कार्बन फाइबर सम्मिश्र आपूर्ति श्रृंखला प्रतिस्पर्धात्मकता विश्लेषण|first1=Sujit |last1=Das |first2=Josh |last2=Warren |first3=Devin |last3=West |date=May 2016 |publisher=Clean Energy Manufacturing Analysis Center |access-date=2017-05-24 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170329064518/http://www.nrel.gov/docs/fy16osti/66071.pdf |archive-date=2017-03-29}}</ref> कार्बन फाइबर की सबसे मजबूत मांग विमान और एयरोस्पेस, पवन ऊर्जा, साथ ही ऑटोमोटिव उद्योग से अनुकूलित राल सिस्टम के साथ आती है।<ref>{{cite web |url=http://www.acmite.com/market-reports/materials/world-carbon-fiber-composite-market.html |title=Market Report: World Carbon Fiber Composite Market |date=May 2016 |publisher=Acmite Market Intelligence |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20110902085114/http://www.acmite.com/market-reports/materials/world-carbon-fiber-composite-market.html |archive-date=2011-09-02}}</ref><ref>{{cite book |last1=Hillermeier |first1=Roman W. |title=एसएई तकनीकी पेपर श्रृंखला|volume=1 |last2=Hasson |first2=Tareq |last3=Friedrich |first3=Lars |last4=Ball |first4=Cedric |chapter=Advanced Thermosetting Resin Matrix Technology for Next Generation High Volume Manufacture of Automotive Composite Structures |publisher=SAE Technical Paper |date=2013 |doi=10.4271/2013-01-1176 |chapter-url=http://www.speautomotive.com/SPEA_CD/SPEA2012/pdf/TS/TS1.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20150921195025/http://www.speautomotive.com/SPEA_CD/SPEA2012/pdf/TS/TS1.pdf |url-status=dead |archive-date=2015-09-21 }}</ref>
कार्बन फाइबर की अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक लागत हो सकती है जो अपनाने के सीमित कारकों में से एक रहा है। ऑटोमोटिव उद्योग के लिए [[ इस्पात ]] और कार्बन फाइबर सामग्री की तुलना में, कार्बन फाइबर 10-12 गुना अधिक महंगा हो सकता है। हालांकि, यह लागत प्रीमियम पिछले एक दशक में 2000 के दशक की शुरुआत में स्टील की तुलना में 35 गुना अधिक महंगा होने के अनुमान से कम हो गया है।<ref>{{Cite news|url=http://www.plasticsnews.com/article/20140805/NEWS/140809971/price-keeping-carbon-fiber-from-mass-adoption|title=बड़े पैमाने पर अपनाने से कार्बन फाइबर रखने की कीमत - प्लास्टिक समाचार|last=Bregar|first=Bill|work=Plastics News|date=5 August 2014|publisher=Crain Communications, Inc. |location=Atlanta |access-date=2017-05-25|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20161209082227/http://www.plasticsnews.com/article/20140805/NEWS/140809971/price-keeping-carbon-fiber-from-mass-adoption|archive-date=2016-12-09}}</ref>


=== समग्र सामग्री ===
कार्बन फाइबर का उपयोग विशेष रूप से समग्र सामग्री को मजबूत करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से [[कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक]] के रूप में जाने वाली सामग्रियों की श्रेणी। गैर-बहुलक सामग्री का उपयोग कार्बन फाइबर के मैट्रिक्स के रूप में भी किया जा सकता है। धातु [[ करबैड ]] के निर्माण और [[जंग]] संबंधी विचारों के कारण, [[धातु मैट्रिक्स समग्र]] अनुप्रयोगों में कार्बन को सीमित सफलता मिली है। प्रबलित कार्बन-कार्बन (RCC) में कार्बन फाइबर-प्रबलित ग्रेफाइट होता है, और उच्च तापमान अनुप्रयोगों में संरचनात्मक रूप से उपयोग किया जाता है। उच्च सतह क्षेत्र और त्रुटिहीन संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक [[इलेक्ट्रोड]] के रूप में, और एक एंटी-[[ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव]] घटक के रूप में, फाइबर उच्च तापमान गैसों के निस्पंदन में भी उपयोग पाता है। कार्बन फाइबर की एक पतली परत को ढालने से पॉलिमर या थर्मोसेट कंपोजिट की आग प्रतिरोध में काफी सुधार होता है क्योंकि कार्बन फाइबर की घनी, कॉम्पैक्ट परत कुशलता से गर्मी को दर्शाती है।<ref>{{cite journal |last1=Zhao |first1=Z. |last2=Gou |first2=J. |title=कार्बन नैनोफाइबर के साथ संशोधित थर्मोसेट कंपोजिट की बेहतर अग्निरोधी|journal= Sci. Technol. Adv. Mater. |volume=10 |issue=1 |year=2009|page=015005 |doi=10.1088/1468-6996/10/1/015005|bibcode = 2009STAdM..10a5005Z |pmid=27877268 |pmc=5109595}}</ref>
[[बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग]] के मुद्दों के कारण कार्बन फाइबर कंपोजिट का बढ़ता उपयोग अन्य धातुओं के पक्ष में एयरोस्पेस अनुप्रयोगों से एल्यूमीनियम को विस्थापित कर रहा है।<ref>{{cite magazine |url=http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_07/corrosn.html |title=जंग के लिए डिजाइन|magazine=Aero |publisher=Boeing |issue=7 |date=July 1999 |last1=Banis |first1=David |last2=Marceau |first2=J. Arthur |last3=Mohaghegh |first3=Michael |access-date=2018-05-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130902081013/http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_07/corrosn.html |archive-date=2013-09-02 |url-status=live}}</ref><ref>{{cite journal |url=http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/AW_05_06_2013_p42-574844.xml&p=2 |first1=Graham |last1=Warwick |first2=Guy |last2=Norris |title=विनिर्माण क्षेत्र में प्रगति के साथ धातु विज्ञान ने वापसी की|journal=Aviation Week & Space Technology |date=2013-05-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150427133615/http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=%2Farticle-xml%2FAW_05_06_2013_p42-574844.xml&p=2 |archive-date=2015-04-27}}</ref> हालाँकि, ध्यान दें कि कार्बन फाइबर गैल्वेनिक क्षरण के जोखिम को समाप्त नहीं करता है।<ref>{{cite magazine |url=http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_07/corrosn.html |title=जंग के लिए डिजाइन|magazine=Aero |publisher=Boeing |issue=7 |date=July 1999 |last1=Banis |first1=David |last2=Marceau |first2=J. Arthur |last3=Mohaghegh |first3=Michael |access-date=2018-05-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130902081013/http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_07/corrosn.html |archive-date=2013-09-02 |url-status=live}}</ref> धातु के संपर्क में, यह एक आदर्श गैल्वेनिक जंग सेल बनाता है ..., और धातु को गैल्वेनिक जंग के हमले के अधीन किया जाएगा जब तक कि धातु और कार्बन फाइबर के बीच सीलेंट नहीं लगाया जाता।<ref>{{cite magazine |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667266921000037 |title=कार्बन फाइबर की गैल्वेनिक गतिविधि प्रबलित पॉलिमर और कार्बन फाइबर के विद्युत रासायनिक व्यवहार|magazine=Corrosion Communications |publisher=Elsevier B.V. |issue=1 |date=March 2021 |last1=Song |first1=Guang-Ling |last2=Chi |first2=Zhang |last3=Xiaodong |first3=Chen |access-date=2023-01-22 |url-status=live}}</ref>
विद्युत प्रवाहकीय डामर कंक्रीट बनाने के लिए कार्बन फाइबर को डामर के लिए एक योजक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |title=विद्युत प्रवाहकीय डामर कंक्रीट के वॉल्यूमेट्रिक्स और ओमिक ताप पर कार्बन-फाइबर गुणों का प्रभाव|first1=Mohammad Ali |last1=Notani |first2=Ali |last2=Arabzadeh |first3=Halil |last3=Ceylan |first4=Sunghwan |last4=Kim |journal=Journal of Materials in Civil Engineering |location=US |volume=31 |issue=9 |pages=04019200 |date=June 2019 |doi= 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002868|s2cid=198395022 }}</ref> परिवहन बुनियादी ढांचे में इस मिश्रित सामग्री का उपयोग, विशेष रूप से हवाईअड्डे के फुटपाथ के लिए, कुछ शीतकालीन रखरखाव समस्याओं को कम करता है जो बर्फ और बर्फ की उपस्थिति के कारण उड़ान रद्दीकरण या देरी का कारण बनता है। कार्बन फाइबर के समग्र सामग्री 3डी नेटवर्क के माध्यम से करंट पास करने से तापीय ऊर्जा नष्ट हो जाती है जो डामर की सतह के तापमान को बढ़ा देती है, जो इसके ऊपर बर्फ और बर्फ को पिघलाने में सक्षम है।<ref>{{cite journal |title=Electrically conductive asphalt concrete: An alternative for automating the winter maintenance operations of transportation infrastructure |first1=Ali |last1=Arabzadeh |first2=Mohammad Ali |last2=Notani |first3=Ayoub Kazemiyan |last3=Zadeh |first4=Ali |last4=Nahvi |first5=Alireza |last5=Sassani |first6=Halil |last6=Ceylan |journal=Composites Part B: Engineering |location=US |volume=173 |pages=106985 |date=2019-09-15 |doi=10.1016/j.compositesb.2019.106985|s2cid=189994116 |url=https://lib.dr.iastate.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1233&context=ccee_pubs }}</ref>


=== कपड़ा ===
[[File:Before heated.jpg|thumb|हीटिंग प्रक्रिया से पहले उत्पाद का रूप]]
[[File:Cfk heli slw.jpg|120px|thumb|कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक से बने आरसी हेलीकॉप्टर की पूंछ]][[File:MotorcycleRacingGlove.jpg|thumb|उंगलियों में स्नायुबंधन के लिए कार्बन फाइबर रक्षक के साथ मोटरसाइकिल रेसिंग दस्ताने]]कार्बन फाइबर के अग्रदूत पॉलीएक्रिलोनिट्रिल (पैन), रेयान और पिच (राल) हैं। कार्बन फाइबर फिलामेंट यार्न का उपयोग कई प्रसंस्करण तकनीकों में किया जाता है: प्रत्यक्ष उपयोग प्रीप्रेगिंग, फिलामेंट वाइंडिंग, पुल्ट्रूजन, [[बुनाई]], [[ब्रेडिंग]] आदि के लिए होता है। कार्बन फाइबर यार्न को रैखिक घनत्व (प्रति इकाई लंबाई वजन; यानी, 1 ग्राम/1000) द्वारा रेट किया जाता है। m = 1 tex (यूनिट)#Tex) या प्रति सूत के तंतुओं की संख्या, हज़ारों में। उदाहरण के लिए, कार्बन फाइबर के 3,000 फिलामेंट के लिए 200 टेक्स 1,000 कार्बन फिलामेंट यार्न से तीन गुना मजबूत है, लेकिन यह तीन गुना भारी भी है। इस धागे का उपयोग तब कार्बन फाइबर फिलामेंट [[[[कपड़ा]]]] या कपड़ा बुनने के लिए किया जा सकता है। इस कपड़े की उपस्थिति आम तौर पर यार्न के रैखिक घनत्व और चुनी गई बुनाई पर निर्भर करती है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली बुनाई के कुछ प्रकार [[टवील]], [[साटन बुनाई]] और सादे बुनाई हैं। कार्बन फिलामेंट यार्न बुनाई या ब्रेडिंग भी हो सकता है।

=== [[microelectrodes]] ===

कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए कार्बन फाइबर का उपयोग किया जाता है। इस एप्लिकेशन में आमतौर पर 5-7 माइक्रोन के व्यास वाले एक कार्बन फाइबर को एक ग्लास केशिका में सील कर दिया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Pike |first1=Carolyn M. |last2=Grabner |first2=Chad P. |last3=Harkins |first3=Amy B. |title=एम्परोमेट्रिक इलेक्ट्रोड का निर्माण|journal=Journal of Visualized Experiments |date=2009-05-04 |issue=27 |pages=1040 |doi=10.3791/1040|pmid=19415069 |pmc=2762914 }}</ref> टिप पर केशिका या तो कार्बन-फाइबर डिस्क माइक्रोइलेक्ट्रोड बनाने के लिए एपॉक्सी के साथ सील कर दी जाती है या कार्बन-फाइबर सिलेंडर इलेक्ट्रोड बनाने के लिए फाइबर को 75-150 माइक्रोन की लंबाई में काटा जाता है। बायोकेमिकल सिग्नलिंग का पता लगाने के लिए कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड या तो [[एम्परोमेट्री]] या [[फास्ट-स्कैन चक्रीय वोल्टामेट्री]] में उपयोग किया जाता है।

=== लचीला हीटिंग ===
[[File:Heated jacket.jpg|thumb|right|एक DIY कार्बन फाइबर गर्म जैकेट]]अपनी विद्युत चालकता के लिए जाने जाने के बावजूद, कार्बन फाइबर अपने दम पर बहुत कम धाराएँ ले जा सकते हैं। जब बड़े कपड़ों में बुने जाते हैं, तो उनका उपयोग लचीले विद्युत ताप तत्वों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में मज़बूती से (इन्फ्रारेड) हीटिंग प्रदान करने के लिए किया जा सकता है और आसानी से 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान बनाए रख सकते हैं। इस प्रकार के आवेदन के कई उदाहरण कपड़ों और कंबलों के [[DIY]] गर्म लेखों में देखे जा सकते हैं। इसकी रासायनिक निष्क्रियता के कारण, इसे अधिकांश कपड़ों और सामग्रियों में अपेक्षाकृत सुरक्षित रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है; हालांकि, सामग्री के अपने ऊपर वापस मुड़ने के कारण होने वाली कमी से गर्मी उत्पादन में वृद्धि होगी और आग लग सकती है।

== संश्लेषण ==

[[File:PAN stabilization.PNG|thumb|पॉलीएक्रिलोनाइट्राइल (पैन) से कार्बन फाइबर का संश्लेषण: {{ordered list
| Polymerization of [[acrylonitrile]] to PAN, 
| Cyclization during the low-temperature process, 
| High-temperature oxidative treatment of carbonization (hydrogen is removed). 
After this process of graphitization starts where nitrogen is removed and chains are joined into graphite planes.
}}]]प्रत्येक कार्बन फिलामेंट पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन), रेयॉन या पेट्रोलियम पिच (राल) जैसे बहुलक से उत्पन्न होता है। इन सभी [[ पॉलीमर ]] को प्रीकर्सर (विनिर्माण) के रूप में जाना जाता है। पैन या रेयॉन जैसे सिंथेटिक पॉलिमर के लिए, अग्रदूत पहले फिलामेंट यार्न में स्पिनिंग (पॉलिमर) होता है, रासायनिक और यांत्रिक प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्रारंभिक रूप से पूर्ण कार्बन फाइबर के अंतिम भौतिक गुणों को बढ़ाने के लिए बहुलक अणुओं को संरेखित करता है। फिलामेंट यार्न कताई के दौरान उपयोग की जाने वाली पूर्ववर्ती रचनाएं और यांत्रिक प्रक्रियाएं निर्माताओं के बीच भिन्न हो सकती हैं। ड्राइंग या स्पिनिंग के बाद, पॉलिमर फिलामेंट यार्न को गैर-कार्बन परमाणुओं (कार्बोनाइजेशन) से निकालने के लिए गर्म किया जाता है, जिससे अंतिम कार्बन फाइबर का उत्पादन होता है। कार्बन फाइबर फिलामेंट यार्न को संभालने के गुणों में सुधार करने के लिए आगे इलाज किया जा सकता है, फिर [[ अटेरन ]] पर लपेटा जा सकता है।<ref>{{cite web |url=http://www.zoltek.com/carbonfiber/how-is-it-made/ |title=How is Carbon Fiber Made? |publisher=Zoltek |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20150319182214/http://www.zoltek.com/carbonfiber/how-is-it-made/ |archive-date=2015-03-19 |date=2017-08-10 }}</ref>

[[File:Diagram carbon fiber preperation.svg|center|500px|कार्बन फाइबर की तैयारी]]
[[File:Carbon Knitted fabric made by SOHIM.jpg|thumb|कार्बन रेयान आधारित कपड़े का लचीलापन]]निर्माण की एक सामान्य विधि में स्पन पैन फिलामेंट्स को हवा में लगभग 300 °C तक गर्म करना शामिल है, जो कई हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़ता है और सामग्री को [[ऑक्सीकरण]] करता है। फिर ऑक्सीकृत पैन को एक भट्टी में रखा जाता है जिसमें [[आर्गन]] जैसी गैस का एक निष्क्रिय वातावरण होता है, और लगभग 2000 °C तक गरम किया जाता है, जो ग्रेफाइट को प्रेरित करता है # सामग्री के सिंथेटिक ग्रेफाइट का उपयोग, आणविक बंधन संरचना को बदलता है। जब सही परिस्थितियों में गर्म किया जाता है, तो ये जंजीरें अगल-बगल (सीढ़ी पॉलिमर) बंध जाती हैं, जो संकीर्ण ग्राफीन शीट बनाती हैं, जो अंततः एक एकल, स्तंभकार फिलामेंट बनाने के लिए विलीन हो जाती हैं। परिणाम आमतौर पर 93-95% कार्बन होता है। निम्न-गुणवत्ता वाले फाइबर का निर्माण पैन के बजाय पिच (राल) या रेयान को अग्रदूत के रूप में उपयोग करके किया जा सकता है। गर्मी उपचार प्रक्रियाओं द्वारा कार्बन को उच्च मापांक या उच्च शक्ति वाले कार्बन के रूप में और बढ़ाया जा सकता है। 1500-2000 °C (कार्बोनाइजेशन) की सीमा में गरम किया गया कार्बन उच्चतम तन्य शक्ति (5,650 डिग्री सेल्सियस) प्रदर्शित करता है।{{nbsp}[[एमपीए]], या 820,000{{nbsp}}[[पाउंड बल प्रति वर्ग इंच]]), जबकि कार्बन फाइबर को 2500 से 3000 °C तक गर्म किया जाता है (ग्राफ़िटाइज़िंग) लोच का एक उच्च मापांक प्रदर्शित करता है (531{{nbsp}जीपीए, या 77,000,000{{nbsp}}साई).

== यह भी देखें ==
* बेसाल्ट फाइबर
* कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक
* [[सिरेमिक मैट्रिक्स समग्र]]
* [[कार्बन नैनोट्यूब]]
* [[ईएसडी सामग्री]]
* ग्राफीन

==संदर्भ==
{{Reflist|30em}}


==बाहरी संबंध==
{{Commons category|Carbon_fibres|Carbon fibres}}
*[http://pslc.ws/macrog/carfsyn.htm Making Carbon Fiber]
*[http://www.madehow.com/Volume-4/Carbon-Fiber.html How carbon fiber is made]
*[http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1971/1971%20-%201784.html Carbon Fibres – the First 5 naked years]

{{Textile}}
{{fibers}}
{{Allotropes of carbon}}
{{Authority control}}

{{DEFAULTSORT:Carbon Fiber}}[[Category: ब्रिटिश आविष्कार]] [[Category: कार्बन के आवंटन]] [[Category: संश्लेषित रेशम]] [[Category: बुने कपडे]] [[Category: बुने न हुए कपड़े]] [[Category: शुद्ध कपड़े]] 



[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 06/03/2023]]