ডিবন্ডিং প্রযুক্তি অন্বেষণ

কার্বন ফাইবার ওড়না হল পাতলা অ বোনা উপাদান যা আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত যৌগিক জয়েন্টগুলির ডিবন্ডিং সক্ষম করে। এই অধ্যয়নটি গ্লাস ফাইবার রিইনফোর্সড পলিমার (জিএফআরপি) স্তরগুলির মধ্যে স্যান্ডউইচ করা ইপোক্সি আঠালো সিস্টেমের যান্ত্রিক, তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর তিনটি ভিন্ন কার্বন ফাইবার পর্দার প্রভাবগুলি পরীক্ষা করে৷

ঝরঝরে ইপোক্সি কনফিগারেশনের তুলনায়, কার্বন ফাইবার ওড়নার সাথে ইন্টারলিভিং স্টোরেজ মডুলাস, থার্মাল ডিফিউসিভিটি এবং আঠালো জয়েন্টের ল্যাপ শিয়ার স্ট্রেন্থ (এলএসএস) বাড়ায় যখন নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা (সিপি) এবং গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (টিজি) কমিয়ে দেয়। ফুরিয়ার-ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফটিআইআর) বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে 1 মিনিটের জন্য 100°C এ দুটি ইপোক্সি ফিল্ম আঠালো স্তরের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা কার্বন ফাইবার ওড়না থেকে তৈরি উত্তপ্ত ইপোক্সি নমুনা এবং যৌগিক নমুনাগুলি তাদের রাসায়নিক গঠনে কোনও সনাক্তযোগ্য পরিবর্তন প্রদর্শন করেনি।

পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং জলের যোগাযোগের কোণ পরিমাপ জিএফআরপি অনুগামীদের ভেজাতা তদন্ত করার জন্য পরিচালিত হয়েছিল। সীমিত উপাদান যুক্ত তাপ-ইলেকট্রিক সিমুলেশন এবং মেশিন লার্নিং-ভিত্তিক সমাধানগুলি জুল গরম করার পরীক্ষাগুলির সাথে ভাল চুক্তি প্রদর্শন করেছে। জুল হিটিং এর মাধ্যমে থার্মোমেকানিক্যাল ডিবন্ডিং কার্যকরী ডিবন্ডিং বৈশিষ্ট্য যেমন কম বল এবং সময়ের প্রয়োজনীয়তা, অ্যাড্রেন্ডের পৃষ্ঠে ফাইবার-টিয়ারিং না হওয়া এবং জয়েন্টগুলির বন্ধনযুক্ত অঞ্চলের নির্বাচনী গরম করার মতো বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে।

শিল্প অ্যাপ্লিকেশন এবং সুবিধা

আঠালো বন্ধন তার হালকা কার্যকারিতা, বহুমুখিতা, অভিন্ন স্ট্রেস বিতরণ, জারা প্রতিরোধের এবং ব্যয়-কার্যকারিতার কারণে শিল্প অ্যাপ্লিকেশন যেমন মহাকাশ, স্বয়ংচালিত, নির্মাণ এবং ক্রীড়া সরঞ্জামগুলিতে উল্লেখযোগ্য মনোযোগ অর্জন করেছে। যাইহোক, আঠালোভাবে বাঁধা জয়েন্টগুলি তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল, যা তাদের স্থায়িত্ব হ্রাস করতে পারে।

আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত জয়েন্টগুলি ফাইবার-রিইনফোর্সড পলিমার কম্পোজিটগুলির কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে। মহাকাশ শিল্প যৌগিক উপকরণকে অগ্রাধিকার দেয় কারণ এই লাইটওয়েট পলিমার কম্পোজিটগুলি অর্থনৈতিক আয়ের উন্নতি করে এবং জ্বালানী খরচ এবং CO2 নির্গমন কমিয়ে টেকসই সমাধান প্রদান করে।

উপরন্তু, গ্লাস ফাইবার রিইনফোর্সড পলিমার (জিএফআরপি) এবং কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড পলিমার ম্যাট্রিক্স (সিএফআরপি) কম্পোজিটগুলি পুনর্ব্যবহার করার একটি ক্রমবর্ধমান প্রয়োজন রয়েছে৷ কম্পোজিটের পুনর্ব্যবহার, পুনরুদ্ধার এবং পুনঃব্যবহারের হার বৃদ্ধির জন্য এন্ড-অফ-লাইফ ভেহিক্যালস (ELV) সম্পর্কিত আন্তর্জাতিক আইন একটি গুরুত্বপূর্ণ উদ্যোগ, যাতে অনুগত উপকরণগুলির ক্ষতি-মুক্ত ডিবন্ডিং প্রয়োজন হয়। ফলস্বরূপ, ডিবন্ডিং-অন-ডিমান্ড আঠালো প্রযুক্তির বিকাশে একটি ক্রমবর্ধমান প্রবণতা রয়েছে, কারণ যান্ত্রিক পৃথকীকরণের উপর ভিত্তি করে বর্তমান ডিবন্ডিং প্রযুক্তিগুলি শ্রমসাধ্য, ব্যয়বহুল এবং আনুগত্যকারী উপকরণগুলির ক্ষতি করার ঝুঁকিপূর্ণ।

বিকশিত ডিবন্ডিং কৌশলটি অ্যারোস্পেস, বায়ু শক্তি, স্বয়ংচালিত, জাহাজ নির্মাণ এবং অন্যান্য অনেক শিল্পে আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত যৌগিক জয়েন্ট বা ধাতু-যৌগিক হাইব্রিড জয়েন্টগুলির অন-ডিমান্ড ডিবন্ডিংয়ের জন্য কার্যকর হবে।

উদ্ভাবনী গরম করার পদ্ধতি

আঠালো ডিবন্ডিং প্রযুক্তি বিভিন্ন গরম করার পদ্ধতি যেমন ওভেন, সিলেক্টিভ এবং ইন্ডাকশন হিটিং ব্যবহার করে। জুল হিটিং (অর্থাৎ, প্রতিরোধ এবং ওহমিক হিটিং) হল যৌগিক উত্পাদনের একটি প্রতিশ্রুতিশীল পদ্ধতি যা বন্ডলাইনের নিয়ন্ত্রিত গরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়, আঠালো বন্ধন এবং সিএফআরপি-ইপক্সি আঠালো একক-ল্যাপ জয়েন্টগুলিতে ডিবন্ডিংয়ের মূল্যায়ন। রিপোর্টগুলি ইঙ্গিত করে যে জুল হিটিং দ্বারা নিরাময় করা থার্মোসেট আঠালো 4 কিলোওয়াট শক্তিতে 4.5 কিলোজেল খরচ করে, যখন অনুরূপ নমুনা ওভেন নিরাময়ের সময় 800 ওয়াটে 3 এমজে প্রয়োজন।

আঠালো সিস্টেমগুলিকে নন-ওভেন ওড়না দ্বারা কার্যকরী করা যেতে পারে বানোয়াট, দ্রুত প্রতিক্রিয়াশীলতার সাথে ইলেক্ট্রোথার্মাল উপকরণ তৈরি করা, জুল গরম করার প্রক্রিয়া দ্বারা যৌগিক স্তরিত উত্পাদন, ক্ষতি সনাক্তকরণ, এবং যৌগিক উপকরণ এবং আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত জয়েন্টগুলিতে পর্যবেক্ষণ।

জ্ঞান ব্যবধান পূরণ

এই কাজের লক্ষ্য বিদ্যমান সাহিত্যে নিম্নলিখিত ফাঁকগুলি সমাধান করা: (i) থার্মোমেকানিকাল ডিবন্ডিংয়ের নেতিবাচক প্রভাব থেকে রক্ষা করার সময় কাঠামোগত আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত জিএফআরপি মেনে চলার জন্য একটি কার্যকর ডিবন্ডিং কৌশল বিকাশ করা এবং (ii) শক্তি-দক্ষ হিসাবে জুল হিটিংকে মূল্যায়ন করা জয়েন্টগুলি ডিবন্ড করার জন্য গরম করার পদ্ধতি।

বর্তমান অধ্যয়নটি ইপোক্সির সাথে সংযুক্ত কার্বন ফাইবার ওড়না থেকে তৈরি জয়েন্ট কনফিগারেশনগুলিকে ডিবন্ড করার জন্য জুল গরম করার পদ্ধতি ব্যবহার করার একটি অনন্য পদ্ধতি গ্রহণ করে। তদন্তের মধ্যে রয়েছে: (i) পৃষ্ঠের চিকিত্সার পরে জিএফআরপি-এর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য, (ii) বিভিন্ন কার্বন ফাইবার ওড়নাকে তাদের তাপীয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ইপক্সি আঠালো জয়েন্টগুলিতে আন্তঃক্ষয় করার প্রভাব, (iii) বিভিন্ন কার্বন ফাইবার ওড়না কনফিগারেশনের জুল গরম করার বৈশিষ্ট্যগুলি , এবং (iv) সীমিত উপাদান-ভিত্তিক যুগল তাপ-ইলেকট্রিক সিমুলেশন ফলাফল এবং মেশিন লার্নিং-ভিত্তিক সমাধান ফলাফলের সাথে জুল হিটিং পরীক্ষার তুলনা।

পদ্ধতি

উপকরণ এবং নমুনা প্রস্তুতি:
এই অধ্যয়নের জন্য তিন ধরণের কার্বন ফাইবার ওড়না নির্বাচন করা হয়েছিল, প্রতিটিতে বিভিন্ন ফাইবারের ব্যাস এবং এরিয়াল ঘনত্ব রয়েছে। ওড়নাগুলি ইপোক্সি আঠালো সিস্টেমের সাথে আবদ্ধ ছিল এবং জিএফআরপি অনুগামীদের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয়েছিল। জিএফআরপি স্তরগুলির ধারাবাহিক আঠালো স্তরের বেধ এবং প্রান্তিককরণ নিশ্চিত করে আঠালো বন্ধনের জন্য আদর্শ পদ্ধতি অনুসরণ করে নমুনাগুলি প্রস্তুত করা হয়েছিল।

যান্ত্রিক পরীক্ষা:
বন্ডেড জয়েন্টগুলির যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য ল্যাপ শিয়ার শক্তি (এলএসএস) পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরীক্ষাগুলি ঘরের তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়েছিল এবং ফলাফলগুলি ঝরঝরে ইপোক্সি কনফিগারেশনের সাথে তুলনা করা হয়েছিল। অতিরিক্ত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, যেমন স্টোরেজ মডুলাস, গতিশীল যান্ত্রিক বিশ্লেষণ (ডিএমএ) ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল।

তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য:
ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমিট্রি (ডিএসসি) ব্যবহার করে তাপীয় বিচ্ছুরণতা এবং নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা (সিপি) পরিমাপ করা হয়েছিল। গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (টিজি)ও নির্ধারিত হয়েছিল। বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিমাপ কার্বন ফাইবার ওড়না ইন্টারলিভড জয়েন্টগুলির জুল গরম করার ক্ষমতা মূল্যায়ন করার জন্য সঞ্চালিত হয়েছিল।

এফটিআইআর বিশ্লেষণ:
ফুরিয়ার-ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফটিআইআর) উত্তপ্ত ইপোক্সি নমুনা এবং ইন্টারলিভিং কার্বন ফাইবার ওড়না থেকে তৈরি যৌগিক নমুনার রাসায়নিক কাঠামো বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। সম্ভাব্য রাসায়নিক পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য নমুনাগুলিকে 1 মিনিটের জন্য 100°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়েছিল।

পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং আর্দ্রতা:
জিএফআরপি অনুগামীদের পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি মূল্যায়ন করতে একটি প্রোফাইলোমিটার ব্যবহার করে পৃষ্ঠের রুক্ষতা পরিমাপ করা হয়েছিল। জলের যোগাযোগের কোণ পরিমাপগুলি চিকিত্সা করা পৃষ্ঠগুলির ভেজাতা মূল্যায়নের জন্য সঞ্চালিত হয়েছিল।

সীমাবদ্ধ উপাদান সিমুলেশন এবং মেশিন লার্নিং:
জুল গরম করার সময় বন্ডেড জয়েন্টগুলির মিলিত তাপ-ইলেকট্রিক আচরণের মডেল করার জন্য সসীম উপাদান সিমুলেশনগুলি চালানো হয়েছিল। ইনপুট প্যারামিটারের উপর ভিত্তি করে জুল গরম করার তাপমাত্রার পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি মেশিন লার্নিং মডেলও তৈরি করা হয়েছিল। সিমুলেশন এবং এমএল ফলাফলগুলি মডেলগুলিকে যাচাই করার জন্য পরীক্ষামূলক ডেটার সাথে তুলনা করা হয়েছিল।

জুল গরম করার পরীক্ষা:
ডিবন্ডিং প্রক্রিয়াটি মূল্যায়নের জন্য জুল গরম করার পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল। বন্ধনযুক্ত জয়েন্টগুলি বৈদ্যুতিক প্রবাহের শিকার হয়েছিল এবং তাপমাত্রার প্রোফাইল পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। ডিবন্ডিং বৈশিষ্ট্য যেমন বল, সময়ের প্রয়োজনীয়তা, এবং আনুগত্য পৃষ্ঠে ফাইবার-টিয়ারিং রেকর্ড করা হয়েছিল।

ফলাফল এবং আলোচনা

কার্বন ফাইবার ওড়না আঠালো জয়েন্টগুলির যান্ত্রিক এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। জয়েন্টগুলির এলএসএস বৃদ্ধি পেয়েছে, বর্ধিত বন্ধন শক্তি নির্দেশ করে। স্টোরেজ মডুলাস এবং থার্মাল ডিফিউসিভিটিও উন্নতি দেখায়, যখন সিপি এবং টিজি কমে যায়, আরও ভাল তাপ ব্যবস্থাপনা ক্ষমতার পরামর্শ দেয়।

এফটিআইআর বিশ্লেষণ নিশ্চিত করেছে যে উত্তপ্ত নমুনাগুলিতে কোনও উল্লেখযোগ্য রাসায়নিক পরিবর্তন ছিল না, যা ইঙ্গিত করে যে ইন্টারলিভিং প্রক্রিয়া আঠালোর রাসায়নিক গঠনকে পরিবর্তন করেনি। পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং আর্দ্রতা পরিমাপ উন্নত পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রকাশ করে, যা ভাল আনুগত্যে অবদান রাখে।

সীমাবদ্ধ উপাদান সিমুলেশন এবং মেশিন লার্নিং মডেল পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে ভাল চুক্তি দেখিয়েছে, ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেলগুলির যথার্থতা যাচাই করে। জুল গরম করার পরীক্ষাগুলি ন্যূনতম বল এবং সময়ের প্রয়োজনীয়তার সাথে দক্ষ ডিবন্ডিং প্রদর্শন করেছে এবং অনুগত পৃষ্ঠগুলিতে কোনও ফাইবার-টিয়ারিং নেই।

এই সমীক্ষাটি জুল হিটিং এর মাধ্যমে আঠালোভাবে বন্ধনযুক্ত জিএফআরপি জয়েন্টগুলিকে ডিবন্ড করার জন্য ইপোক্সি আঠালো সিস্টেমের সাথে ইন্টারলিভড কার্বন ফাইবার ওড়না ব্যবহারের কার্যকারিতা প্রদর্শন করে। ইন্টারলিভিং প্রক্রিয়া জয়েন্টগুলির যান্ত্রিক এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে এবং জুল হিটিং একটি শক্তি-দক্ষ এবং কার্যকর ডিবন্ডিং পদ্ধতি প্রদান করে। সীমিত উপাদান সিমুলেশন এবং মেশিন লার্নিং মডেলের সম্মিলিত ব্যবহার জুল গরম করার আচরণের সঠিক ভবিষ্যদ্বাণী প্রদান করে, যা এই পদ্ধতিকে বিভিন্ন শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে অন-ডিমান্ড ডিবন্ডিংয়ের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল সমাধান করে তোলে।