পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রাইল (প্যান)-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন উপাদান যা মহাকাশ, নির্মাণ, খেলাধুলা, স্বয়ংচালিত এবং চিকিৎসা ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই নিবন্ধটি দেশীয় এবং আন্তর্জাতিকভাবে প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের উন্নয়ন ইতিহাস এবং বর্তমান অবস্থা, এর প্রস্তুতি, গঠন, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশন পর্যালোচনা করে। এটি প্রাসঙ্গিক মান এবং পরীক্ষার পদ্ধতি নিয়েও আলোচনা করে এবং ভবিষ্যতের দৃষ্টিভঙ্গি অফার করে।

প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের ভূমিকা

কার্বন ফাইবার একটি উন্নত উপাদান যা তার উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের জন্য পরিচিত। এটি টেক্সটাইল ফাইবারগুলির নমনীয়তা এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতার সাথে কার্বনের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে, এটিকে একটি অপরিহার্য শক্তিশালীকরণ ফাইবার করে তোলে। ইস্পাতের এক-চতুর্থাংশেরও কম নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ এবং প্রসার্য শক্তি সাধারণত 3500 এমপিএ-এর বেশি হলে, কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি ইস্পাতের 7-9 গুণ শক্তি এবং 23,000 এমপিএ থেকে 43,000 এমপিএ পর্যন্ত একটি ইলাস্টিক মডুলাস প্রদান করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি কার্বন ফাইবারকে ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি প্রতিশ্রুতিশীল উপাদান করে তোলে।

প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার, পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রিল, অ্যাসফল্ট বা ভিসকোস থেকে প্রাপ্ত, প্রাক-অক্সিডেশন, কার্বনাইজেশন এবং গ্রাফিটাইজেশনের মতো প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়, যার ফলে 90% এরও বেশি কার্বন সামগ্রী সহ ফাইবার হয়। এই ফাইবারগুলি অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে উচ্চ শক্তি, উচ্চ মডুলাস, নিম্ন ঘনত্ব, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, জারা প্রতিরোধ, ঘর্ষণ প্রতিরোধ, পরিবাহিতা এবং নিম্ন তাপীয় প্রসারণ প্রদর্শন করে। প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যা উৎপাদনের 90% এর বেশি এর জন্য দায়ী তার সহজ উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং চমৎকার ব্যাপক কর্মক্ষমতার কারণে।

1. প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের উন্নয়নের অবস্থা

1.1 আন্তর্জাতিক উন্নয়ন

প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের বিকাশ 1959 সালে শুরু হয়েছিল যখন জাপানের আকিও শিন্দো পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রিল থেকে উচ্চ-কার্যকারিতা কার্বন ফাইবার উত্পাদন করার জন্য একটি প্রক্রিয়া পেটেন্ট করেছিল। বর্তমানে, প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার উৎপাদনে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বড় টো ফাইবার এবং জাপানের ছোট টো ফাইবারগুলির দ্বারা আধিপত্য রয়েছে, যা বিশ্বব্যাপী সরবরাহের প্রায় 80% জন্য দায়ী। জাপানের তোরে, তোহো এবং মিতসুবিশি-এর মতো প্রধান উৎপাদকরা বাজারের নেতৃত্ব দেয়, যেখানে তোরে বিশ্বব্যাপী বৃহত্তম প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার প্রস্তুতকারক।

1.2 দেশীয় উন্নয়ন

চীন 1960 এর দশকে কার্বন ফাইবার গবেষণা শুরু করে, ধীর কিন্তু স্থির অগ্রগতি অর্জন করে। তোরে-এর T-300 স্তরের কাছাকাছি পণ্যগুলি বিকাশ করা সত্ত্বেও, দেশীয় উৎপাদন ক্ষমতা সীমিত রয়ে গেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, আনহুই হুয়াওয়ান কার্বন ফাইবারের মতো সংস্থাগুলি শিল্প উত্পাদন শুরু করেছে, তবে চীনের কার্বন ফাইবারের চাহিদার বেশিরভাগই আমদানির মাধ্যমে পূরণ করা হয়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে সম্পর্কিত শিল্পগুলিকে বাধা দেয়।

2. প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের প্রস্তুতি, গঠন এবং কর্মক্ষমতা

2.1 প্রস্তুতির প্রক্রিয়া

প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারগুলি পলিমারাইজেশন, স্পিনিং, প্রি-অক্সিডেশন, কার্বনাইজেশন এবং গ্রাফিটাইজেশন জড়িত প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে হোমোপলিমার বা কপোলিমার, পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রিল ফাইবার থেকে তৈরি করা হয়। উৎপাদনে পলিঅ্যাক্রিলোনিট্রিল রজনকে ফাইবারে রূপান্তরিত করা হয়, যা পরে তাদের কর্মক্ষমতা এবং স্থায়িত্ব বাড়ানোর জন্য চিকিত্সা করা হয়।

2.2 গঠন

কার্বন ফাইবার বৈশিষ্ট্য a"বিশৃঙ্খল"ফাইবার অক্ষ বরাবর স্ট্যাক করা গ্রাফাইট মাইক্রোক্রিস্টালগুলির গঠন, তাদের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। স্তরগুলির মধ্যে ব্যবধান এবং শূন্যতার উপস্থিতি ফাইবারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে।

2.3 কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য

কার্বন ফাইবারগুলির অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন উচ্চ প্রসার্য শক্তি, উচ্চ মডুলাস, নিম্ন ঘনত্ব, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধের। তারা চমৎকার ক্লান্তি প্রতিরোধ, কম তাপ সম্প্রসারণ, ভাল পরিবাহিতা এবং জৈব সামঞ্জস্যতা প্রদর্শন করে।

3. প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের অ্যাপ্লিকেশন

3.1 মহাকাশ

তাদের উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত এবং দৃঢ়তার কারণে, প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি মহাকাশের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ, যার মধ্যে রয়েছে ক্ষেপণাস্ত্র, রকেট, স্যাটেলাইট এবং বিমান।

3.2 খেলাধুলা এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম

কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি গলফ ক্লাব, টেনিস র‌্যাকেট এবং সাইকেল, সেইসাথে মেডিকেল ইমপ্লান্ট এবং ডিভাইসের মতো ক্রীড়া সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

3.3 সাধারণ শিল্প

স্বয়ংচালিত শিল্পে, গাড়ির ফ্রেম, পিস্টন এবং ব্রেক সিস্টেমে কার্বন ফাইবার ব্যবহার করা হয়। তারা বায়ু শক্তি, ইলেকট্রনিক্স এবং অবকাঠামোতে ভূমিকা পালন করে, বিভিন্ন উপাদানের শক্তি এবং স্থায়িত্ব বাড়ায়।

4. প্যান-ভিত্তিক কার্বন ফাইবারের মান

চীন কার্বন ফাইবারের কার্যকারিতা এবং কম্পোজিটগুলিতে এর প্রয়োগের জন্য বেশ কয়েকটি মান প্রতিষ্ঠা করেছে, যেমন:

• জিবি/T 3362-2005: কার্বন ফাইবার মাল্টিফিলামেন্ট সুতার প্রসার্য বৈশিষ্ট্য।

• জিবি 3362-1982: কার্বন ফাইবার মাল্টিফিলামেন্ট ইয়ার্নে ফাইবারের সংখ্যা পরীক্ষা করার পদ্ধতি।

• জিবি 3364-1982: ব্যাস এবং সমতুল্য ব্যাস পরীক্ষার পদ্ধতি।

• জিবি/T 3355-2005: কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড প্লাস্টিকগুলিতে রজন সামগ্রী পরীক্ষা।

এই মানগুলি কার্বন ফাইবার পণ্যগুলির গুণমান এবং ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে, তাদের বৃহত্তর গ্রহণ এবং প্রয়োগের সুবিধা দেয়।

5. ভবিষ্যত আউটলুক

কার্বন ফাইবার শিল্প আধুনিক উপাদান প্রয়োগের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, ইস্পাত যুগ থেকে যৌগিক উপকরণের একটি নতুন যুগে রূপান্তরিত হচ্ছে। চলমান গবেষণা এবং উন্নয়ন দ্বারা চালিত উন্নত প্রযুক্তি এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কার্বন ফাইবারের ভূমিকা বাড়তে থাকবে। এটি অর্জনের জন্য, চীনকে অবশ্যই প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে এবং আমদানির উপর নির্ভরতা কমাতে এবং অভ্যন্তরীণ সক্ষমতা বাড়াতে উৎপাদন প্রক্রিয়ার উন্নতিতে মনোযোগ দিতে হবে।