કાર્બન ફાઇબરનું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક શું છે?

               કાર્બન ફાઇબર એ બહુ-શિસ્ત, બહુ-તકનીકી હાઇ-ટેક પ્રોડક્ટ છે. તેનો ઉપયોગ રમતગમતના સાધનો, તબીબી સાધનો, નવી ઉર્જા, મશીનરી, ઈલેક્ટ્રોનિક સાધનો વગેરે જેવા અનેક ક્ષેત્રોમાં થઈ શકે છે. તે હલકો વજન, ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ક્રીપ પ્રતિકાર, આઘાત પ્રતિકાર, નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને મજબૂત ડિઝાઇનક્ષમતા જેવા ઉત્તમ ગુણધર્મો ધરાવે છે. તો કાર્બન ફાઇબરનું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક શું છે?

              જ્યારે કોઈ વસ્તુને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે જે ઘટનામાં તેની લંબાઈ અથવા વોલ્યુમ વધે છે તેને થર્મલ વિસ્તરણ કહેવામાં આવે છે, અને થર્મલ વિસ્તરણના ગુણાંક (CTE) એ સામગ્રીનો વિસ્તરણ કરવાની ડિગ્રી દર્શાવે છે. થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકને રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંક અને વોલ્યુમ વિસ્તરણ ગુણાંકમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, સામાન્ય રીતે રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંકનો સંદર્ભ આપે છે. રેખીય વિસ્તરણનો ગુણાંક એ જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે ઘનની રેખીયતા, પહોળાઈ, જાડાઈ અથવા વ્યાસ વગેરેમાં કોઈપણ ફેરફારનો ઉલ્લેખ કરે છે અને તેને R પ્રતીક દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, એટલે કે જ્યારે તાપમાન K દ્વારા બદલાય છે ત્યારે લંબાઈનો સંબંધિત ફેરફાર, અને તેનું એકમ 1/K છે. જ્યારે તાપમાન 20℃~70℃ હોય છે, ત્યારે T30O કાર્બન ફાઈબરનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક -0.74×10^6/K છે, અને M40 કાર્બન ફાઈબરનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક -1.23×10^6/K છે.

                કાર્બન ફાઇબરનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ધાતુ કરતા નાનો છે, અને તે સ્ટીલની ચાર ગણી મજબૂતાઈ અને સ્ટીલના વજનના એક ચતુર્થાંશ છે. ઘણા ક્ષેત્રોમાં ધાતુની સામગ્રીને બદલે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ઉદાહરણ તરીકે ઓટોમોબાઈલ ઉદ્યોગને લઈએ તો, કારમાં વપરાતું 60% ઈંધણ કારના પોતાના વજન દ્વારા વપરાય છે. કારના શરીરના દરેક 10% વજન ઘટાડવા માટે, તેના બળતણનો વપરાશ 8% -10% ઘટાડી શકાય છે, અને તેના ઉત્સર્જનમાં 10% ઘટાડો થઈ શકે છે. હેવી મેટલને બદલે કાર્બન ફાઈબરનો ઉપયોગ કરવાથી વજન ઘટાડવાની સારી અસર મળશે, જે ઊર્જાની બચત અને પર્યાવરણની સુરક્ષા માટે પણ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.