کون سا مواد بہتر ہے، کاربن فائبر، گلاس فائبر یا ارامیڈ؟
جب تینوں مواد کی کثافت کا موازنہ کیا جائے تو تین ریشوں میں نمایاں فرق دیکھا جا سکتا ہے۔ اگر آپ بالکل ایک ہی سائز اور وزن کے 3 نمونے بناتے ہیں، تو یہ جلد ہی ظاہر ہو جاتا ہے کہ Kevlar® فائبر بہت ہلکا ہے، اس کے بعد کاربن فائبر، اور E-glas فائبر سب سے زیادہ وزنی ہے۔
لہذا، مرکب مواد کے ایک ہی وزن کے لیے، کاربن فائبر یا کیولر® زیادہ طاقت حاصل کر سکتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، کوئی بھی ڈھانچہ جس میں کاربن فائبر یا Kevlar® مرکبات سے بنائی گئی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے وہ فائبر گلاس سے بنے ڈھانچے سے چھوٹا یا پتلا ہوگا۔
جب نمونے بنائے گئے اور جانچے گئے تو پتہ چلا کہ فائبر گلاس کا مرکب Kevlar® یا کاربن فائبر لیمینیٹ سے تقریباً دوگنا بھاری تھا۔ اس کا مطلب ہے کہ Kevlar® یا کاربن فائبر کا استعمال بہت زیادہ وزن بچا سکتا ہے۔
ینگز ماڈیولس لچکدار مواد کی سختی کا ایک پیمانہ ہے اور مواد کو بیان کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ اسے غیر محوری (ایک سمت میں) تناؤ کے غیر محوری تناؤ (ایک ہی سمت میں اخترتی) کے تناسب کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ ینگ کا ماڈیولس=تناؤ/تناؤ، جس کا مطلب ہے کہ اعلی ینگز ماڈیولس والا مواد کم ینگز ماڈیولس والے مواد سے زیادہ سخت ہے۔
کاربن فائبر، Kevlar® اور فائبر گلاس سختی میں بڑے پیمانے پر مختلف ہوتے ہیں۔ کاربن فائبر آرامیڈ فائبر سے دوگنا سخت اور گلاس فائبر سے پانچ گنا زیادہ سخت ہے۔ کاربن فائبر کی اعلی سختی کا منفی پہلو یہ ہے کہ یہ زیادہ ٹوٹنے والا ہوتا ہے۔ جب یہ ناکام ہوجاتا ہے، تو یہ زیادہ تناؤ یا اخترتی کی نمائش نہیں کرتا ہے۔
3. آتش گیریت اور تھرمل انحطاط
Kevlar® اور کاربن فائبر دونوں ہی اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحم ہیں، اور نہ ہی پگھلنے کا نقطہ ہے۔ دونوں مواد کو حفاظتی لباس اور آگ سے بچنے والے کپڑوں میں استعمال کیا گیا ہے۔ فائبر گلاس آخر کار پگھل جائے گا لیکن اعلی درجہ حرارت کے خلاف بھی انتہائی مزاحم ہے۔ بلاشبہ، عمارتوں میں فراسٹڈ فائبر گلاس کا استعمال آگ کی مزاحمت کو بھی بہتر بناتا ہے۔
کاربن فائبر اور Kevlar® حفاظتی فائر فائٹنگ یا ویلڈنگ کمبل یا کپڑے بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ کیولر دستانے عام طور پر گوشت کی صنعت میں چاقو استعمال کرتے وقت ہاتھوں کی حفاظت کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ چونکہ ریشے شاذ و نادر ہی اکیلے استعمال ہوتے ہیں، اس لیے میٹرکس (عام طور پر ایپوکسی) کی حرارت کی مزاحمت بھی اہم ہے۔ Epoxy resins گرمی کے سامنے آنے پر تیزی سے نرم ہو جاتے ہیں۔
4. چالکتا
کاربن فائبر بجلی چلاتا ہے، لیکن Kevlar® اور فائبر گلاس ایسا نہیں کرتے۔ Kevlar® ٹرانسمیشن ٹاورز میں گائی تاروں کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اگرچہ یہ بجلی نہیں چلاتا، یہ پانی کو جذب کرتا ہے، اور پانی بجلی چلاتا ہے۔ لہذا، اس طرح کی ایپلی کیشنز میں، کیولر کے اوپر ایک واٹر پروف کوٹنگ لگانی چاہیے۔
چونکہ کاربن فائبر بجلی چلاتا ہے، جب یہ دھات کے دوسرے حصوں کے ساتھ رابطے میں آتا ہے تو گالوانک سنکنرن ایک مسئلہ بن جاتا ہے۔
5. یووی انحطاط
آرام دہ ریشے سورج کی روشنی اور اعلی UV ماحول میں کم ہو جائیں گے۔ کاربن یا شیشے کے ریشے UV تابکاری کے لیے زیادہ حساس نہیں ہوتے ہیں۔ تاہم، کچھ عام طور پر استعمال ہونے والے سبسٹریٹس جیسے ایپوکسی رال سفید ہو جائیں گے اور اگر سورج کی روشنی میں چھوڑ دیا جائے تو وہ طاقت کھو دیں گے۔ پالئیےسٹر اور ونائل ایسٹر رال UV شعاعوں کے خلاف زیادہ مزاحم ہیں لیکن epoxy رال سے کمزور ہیں۔
6. اینٹی تھکاوٹ
اگر کسی حصے کو بار بار جھکایا اور سیدھا کیا جائے تو وہ تھکاوٹ کی وجہ سے بالآخر ناکام ہو جاتا ہے۔ کاربن فائبر تھکاوٹ کے لیے کسی حد تک حساس ہے اور تباہ کن طور پر ناکام ہونے کا رجحان رکھتا ہے، جب کہ Kevlar® تھکاوٹ کے لیے زیادہ مزاحم ہے۔ فائبر گلاس درمیان میں کہیں ہے۔
7. مزاحمت پہنیں۔
Kevlar® بہت رگڑ مزاحم ہے، جس کی وجہ سے اسے کاٹنا مشکل ہو جاتا ہے۔ Kevlar® کا ایک عام استعمال ان علاقوں میں حفاظتی دستانے کے طور پر ہے جہاں ہاتھ شیشے سے کاٹے جا سکتے ہیں یا جہاں تیز بلیڈ استعمال کیے جاتے ہیں۔ کاربن فائبر اور فائبر گلاس کم مزاحم ہیں۔
8. کیمیائی مزاحمت
آرام دہ ریشے مضبوط تیزاب، مضبوط اڈوں اور بعض آکسیڈائزنگ ایجنٹوں جیسے سوڈیم ہائپوکلورائٹ کے لیے حساس ہوتے ہیں، جو فائبر کے انحطاط کا سبب بن سکتے ہیں۔ عام کلورین بلیچز (جیسے Clorox®) اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کو Kevlar® کے ساتھ استعمال نہیں کیا جا سکتا، آکسیجن بلیچز (جیسے سوڈیم پربوریٹ) کو آرام دہ ریشوں کو نقصان پہنچائے بغیر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
کاربن فائبر بہت مستحکم اور کیمیائی انحطاط کے لیے غیر حساس ہوتے ہیں۔ تاہم، epoxy میٹرکس کم ہو جائے گا.
9. میٹرکس بانڈنگ کارکردگی
کاربن فائبر، Kevlar®، اور گلاس کو بہترین کارکردگی دکھانے کے لیے، انہیں ایک میٹرکس، عام طور پر ایک epoxy میں جگہ پر رکھنا چاہیے۔ لہذا، مختلف ریشوں کے ساتھ بانڈ کرنے کے لئے epoxy رال کی صلاحیت اہم ہے.
کاربن اور شیشے کے ریشے دونوں آسانی سے ایپوکسی سے چپک جاتے ہیں، لیکن ارامیڈ فائبر-ایپوکسی بانڈ مطلوبہ طور پر مضبوط نہیں ہے، اور یہ کم ہوا آسنجن پانی کے داخل ہونے کی اجازت دیتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ارامیڈ ریشے پانی کو جذب کرنے کا رجحان رکھتے ہیں، جو کہ epoxy میں مثالی آسنجن سے کم کے ساتھ مل کر، اس کا مطلب ہے کہ اگر Kevlar® مرکب کی سطح کو نقصان پہنچا ہے اور پانی اندر داخل ہو سکتا ہے، تو Kevlar® ریشوں کے ساتھ نمی جذب کر سکتا ہے، اور مرکب مواد کو کمزور کرتا ہے۔
