কার্বন ফাইবারের সবচেয়ে মূল্যবান বৈশিষ্ট্য হল এর শক্তি, দৃঢ়তা এবং লাইটওয়েট। কার্বন ফাইবার "টোতে" কার্বনের খুব সূক্ষ্ম, স্ফটিক ফিলামেন্ট দিয়ে তৈরি, যাতে হাজার হাজার পৃথক ফিলামেন্ট থাকে। এই সুতা-সদৃশ স্ট্র্যান্ডগুলি বিভিন্ন বুননের কাপড়ে একত্রে বোনা হয়। যখন কার্বন ফাইবার কাপড়ের স্তরগুলিকে কার্বন ফাইবার প্লেট বা শীটে একত্রে আবদ্ধ করা হয়, তখন কার্বন ফাইবার লেমিনেটটি অত্যন্ত শক্তিশালী হয়। তাহলে এটা কতটা শক্তিশালী?
কার্বন ফাইবারের শক্তি
কার্বন ফাইবার স্টিলের চেয়ে দ্বিগুণ শক্ত এবং পাঁচগুণ শক্তিশালী। স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে শক্তিশালী এবং শক্ত হলেও, কার্বন ফাইবার হালকা, যা এটিকে একটি আদর্শ উত্পাদন উপাদান করে তোলে।
কার্বন ফাইবার দৃঢ়তা এবং শক্তি শ্রেণীবিভাগ করা
টেনসিল মডুলাসকে "একটি অক্ষের সাথে স্ট্রেন (প্রাথমিক দৈর্ঘ্যের উপর বিকৃতির অনুপাত) সেই অক্ষ বরাবর চাপের অনুপাত (একক এলাকা প্রতি বল)" হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়৷ দৃঢ়তা হিসাবেও পরিচিত, টেনসিল মডুলাস উপাদানের প্রসার্যতা বা সংকোচনের পূর্বাভাস দিতে পারে যতক্ষণ না উপাদানটির প্রসার্য শক্তির চেয়ে চাপ কম থাকে।
কার্বন ফাইবারগুলিকে তন্তুগুলির প্রসার্য মডুলাসের উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। পরিমাপের ইংরেজি একক হল ক্রস-বিভাগীয় এলাকার প্রতি বর্গ ইঞ্চি শক্তির পাউন্ড, সংক্ষেপে psi (বা হাজার psi-এর জন্য ksi এবং মিলিয়ন psi-এর জন্য MSI)। পাঁচটি কার্বন ফাইবারের শ্রেণীবিভাগ রয়েছে: নিম্ন মডুলাস, স্ট্যান্ডার্ড মডুলাস, মধ্যবর্তী মডুলাস, উচ্চ মডুলাস এবং আল্ট্রাহাই মডুলাস।
| কার্বন ফাইবার ক্লাস | নিম্ন মডুলাস | স্ট্যান্ডার্ড মডুলাস | মধ্যবর্তী মডুলাস | উচ্চ মডুলাস | আল্ট্রাহাই মডুলাস |
| টেনসাইল মডুলাস জিপিএ | <227 | 227 | 289 | 393 | 758 |
| টেনসাইল মডুলাস MSI | <33 | 33 | 42 | 57 | 110 |
একটি স্তরিত কার্বন ফাইবার ইপোক্সি শীট বা প্লেটের দৃঢ়তা এবং শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়:
কার্বন ফাইবার উপাদান বৈশিষ্ট্য
তন্তুগুলির বিন্যাসের সময়সূচী (ফাইবার ওরিয়েন্টেশন, বুনার ধরন এবং ল্যামিনেট প্লাইসের বেধ)
ফাইবার/রজন অনুপাত
একটি ভারসাম্যপূর্ণ, প্রতিসম, 0/90deg লে-আপ সময়সূচীর জন্য টেনসিল মডুলাসের জন্য একটি ভাল অনুমান হবে 10 MSi (70 GPA)। একই লেআপের জন্য প্রসার্য শক্তির জন্য একটি ভাল অনুমান হবে 87 KSI (600 MPA)।
তুলনা করে, স্টিলের প্রায় 29 MSI (200 GPa) এর একটি প্রসার্য মডুলাস এবং 61 KSI (420 MPA) এর প্রসার্য শক্তি রয়েছে। অ্যালুমিনিয়ামের প্রসার্য মডুলাস প্রায় 10 MSI (69 GPa) এবং প্রসার্য শক্তি 40 KSI (276 MPA)
কার্বন ফাইবার ল্যামিনেটের নীচের টেবিল থেকে দেখা যায় সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট প্রসার্য শক্তি এবং সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট কঠোরতা রয়েছে
| উপাদান | টেনসাইল মডুলাস জিপিএ | প্রসার্য শক্তি MPa | ঘনত্ব g/cm3 | নির্দিষ্ট প্রসার্য শক্তি পা ম3/কেজি |
নির্দিষ্ট টেনসাইল মডুলাস এমপিএ মি3/কেজি |
| অ্যালুমিনিয়াম | 69 | 276 | 2.7 | 102 | 25.5 |
| ইস্পাত | 200 | 420 | 7.9 | 53 | 25.3 |
| কার্বন ফাইবার ল্যামিনেট | 70 | 600 | 1.5 | 400 | 46.7 |
আল্ট্রা হাই মডুলাস কার্বন ফাইবারগুলি স্ট্যান্ডার্ড মডুলাসের তুলনায় প্রায় 3 গুণ শক্ত কিন্তু ততটা শক্তিশালী নয়। উপরন্তু, ইস্পাত এবং অ্যালুমিনিয়াম উভয়ের তুলনায় কার্বন ফাইবারের উচ্চতর ক্লান্তি প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এছাড়াও, উপযুক্ত রেজিনের সাথে মিলিত হলে, কার্বন ফাইবারগুলি বাজারে সবচেয়ে জারা-প্রতিরোধী উপকরণগুলির মধ্যে একটি।
