کاربن فائبر بمقابلہ ایلومینیم

کاربن فائبر ایپلی کیشنز کی بڑھتی ہوئی اقسام میں ایلومینیم کی جگہ لے رہا ہے اور پچھلی چند دہائیوں سے ایسا کر رہا ہے۔ یہ ریشے اپنی غیر معمولی طاقت اور سختی کے لیے جانے جاتے ہیں اور یہ انتہائی ہلکے وزن کے بھی ہوتے ہیں۔ کاربن فائبر اسٹرینڈز کو مختلف رالوں کے ساتھ ملا کر مرکب مواد بنایا جاتا ہے۔ یہ مرکب مواد فائبر اور رال دونوں کی خصوصیات سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔ یہ مضمون کاربن فائبر بمقابلہ ایلومینیم کی خصوصیات کا موازنہ فراہم کرتا ہے، اس کے ساتھ ساتھ ہر مواد کے کچھ فوائد اور نقصانات۔

کاربن فائبر بمقابلہ ایلومینیم کی پیمائش

ذیل میں دو مواد کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والی مختلف خصوصیات کی تعریفیں ہیں:

لچک کا ماڈیولس = کسی مواد کی "سختی"۔ کسی مواد کے لیے تناؤ اور تناؤ کا تناسب۔ اس کے لچکدار علاقے میں مواد کے لیے تناؤ بمقابلہ تناؤ وکر کی ڈھلوان۔

حتمی تناؤ کی طاقت = زیادہ سے زیادہ دباؤ جو مواد ٹوٹنے سے پہلے برداشت کر سکتا ہے۔

کثافت = مواد کا ماس فی یونٹ حجم۔

مخصوص سختی = لچک کا ماڈیولس مواد کی کثافت سے تقسیم۔ مختلف کثافتوں کے ساتھ مواد کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

مخصوص ٹینسائل طاقت = ٹینسائل طاقت کو مواد کی کثافت سے تقسیم کیا جاتا ہے۔

اس معلومات کو ذہن میں رکھتے ہوئے، مندرجہ ذیل چارٹ کاربن فائبر اور ایلومینیم کا موازنہ کرتا ہے۔

نوٹ: بہت سے عوامل ان نمبروں کو متاثر کر سکتے ہیں۔ یہ عمومیت ہیں؛ مطلق پیمائش نہیں. مثال کے طور پر، مختلف کاربن فائبر مواد زیادہ سختی یا طاقت کے ساتھ دستیاب ہوتے ہیں، اکثر دیگر خصوصیات میں کمی کے ساتھ تجارت کرتے ہیں۔

یہ چارٹ ظاہر کرتا ہے کہ کاربن فائبر میں ایلومینیم سے تقریباً 3.8 گنا اور ایلومینیم کے مقابلے میں 1.71 گنا مخصوص سختی ہے۔

کاربن فائبر اور ایلومینیم کی تھرمل خصوصیات کا موازنہ کرنا

دو اور خصوصیات جو کاربن فائبر اور ایلومینیم کے درمیان فرق کو ظاہر کرتی ہیں وہ ہیں تھرمل توسیع اور تھرمل چالکتا۔

حرارتی توسیع بیان کرتی ہے کہ جب درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے تو مواد کے طول و عرض کیسے بدلتے ہیں۔

ایلومینیم میں کاربن فائبر کی تھرمل توسیع تقریباً چھ گنا ہے۔

فوائد اور نقصانات

جدید مواد اور سسٹمز کو ڈیزائن کرتے وقت، انجینئرز کو یہ تعین کرنا چاہیے کہ مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے کون سی مادی خصوصیات سب سے اہم ہیں۔ جب اعلی طاقت سے وزن یا زیادہ سختی سے وزن اہم ہے، کاربن فائبر واضح انتخاب ہے۔ ساختی ڈیزائن کے لحاظ سے، جب اضافی وزن زندگی کے چکر کو کم کر سکتا ہے یا خراب کارکردگی کا باعث بن سکتا ہے، ڈیزائنرز کو کاربن فائبر کو بہتر تعمیراتی مواد کے طور پر دیکھنا چاہیے۔ جب سختی ضروری ہوتی ہے، ضروری خصوصیات حاصل کرنے کے لیے کاربن فائبر کو آسانی سے دوسرے مواد کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔

کاربن فائبر کی کم تھرمل توسیع کی خصوصیات ایک اہم فائدہ ہیں جب ایسی مصنوعات تیار کرتے ہیں جن کے لیے اعلیٰ درجے کی درستگی، اور جہتی استحکام کی ضرورت ہوتی ہے ان حالات میں جہاں درجہ حرارت میں اتار چڑھاؤ آتا ہے: آپٹیکل ڈیوائسز، تھری ڈی اسکینر، دوربین وغیرہ۔

کاربن فائبر کے استعمال کے چند نقصانات بھی ہیں۔ کاربن فائبر حاصل نہیں کرتا۔ بوجھ کے تحت، کاربن فائبر جھک جائے گا لیکن مستقل طور پر نئی شکل (لچکدار) کے مطابق نہیں ہوگا۔ ایک بار جب کاربن فائبر مواد کی حتمی تناؤ کی طاقت سے تجاوز کر جاتا ہے تو کاربن فائبر اچانک ناکام ہوجاتا ہے۔ انجینئرز کو اس رویے کو سمجھنا چاہیے اور مصنوعات کو ڈیزائن کرتے وقت اس کے لیے حفاظتی عوامل کو شامل کرنا چاہیے۔ کاربن فائبر کے پرزے بھی ایلومینیم کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ مہنگے ہیں کیونکہ کاربن فائبر پیدا کرنے کی زیادہ لاگت اور اعلیٰ معیار کے جامع پرزے بنانے میں بڑی مہارت اور تجربہ شامل ہے۔