ব্যালিস্টিক কম্পোজিট পদার্থে কার্বন ফাইবারের প্রয়োগ

ব্যালিস্টিক যৌগিক উপকরণ বিভিন্ন আকারে আসে এবং বিভিন্ন কর্মক্ষমতা স্তর অফার করে। তাদের মধ্যে, ফাইবার-রিইনফোর্সড কম্পোজিটগুলি তাদের হালকা ওজন এবং অনুপ্রবেশের শক্তিশালী প্রতিরোধের জন্য আলাদা। এগুলি বর্তমানে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা ব্যালিস্টিক উপকরণ এবং বাজারে দ্রুততম-বর্ধনশীল অংশ।

উচ্চ-সাধারণত ফাইবার-রিইনফোর্সড ব্যালিস্টিক কম্পোজিটগুলিতে ব্যবহৃত উচ্চ কার্যকারিতা ফাইবারগুলির মধ্যে রয়েছে কেভলার ফাইবার, কার্বন ফাইবার, অতি-উচ্চ-আণবিক-ওজন পলিথিন (UHMWPE) ফাইবার, এবং গ্লাস ফাইবার৷ একটি প্রশ্ন প্রায়শই শিল্পে আলোচিত হয় তা হল কার্বন ফাইবার নিজেই ব্যালিস্টিক সুরক্ষার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা।

ব্যালিস্টিক কম্পোজিটের কাজের নীতি

যখন একটি প্রক্ষিপ্ত একটি যৌগিক উপাদান ভেদ করে, তখন একই সময়ে বেশ কয়েকটি ক্ষতির প্রক্রিয়া ঘটে। এর মধ্যে রয়েছে ল্যামিনেট ডিলামিনেশন, ফাইবার-রজন ডিবন্ডিং, ফাইবার টেনসিল ব্যর্থতা এবং ব্যাকফেস বিকৃতি। এই প্রক্রিয়াগুলির সময়, প্রজেক্টাইলের গতিশক্তি ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যা ব্যালিস্টিক সুরক্ষার দিকে পরিচালিত করে।

প্রভাবের পরে, যোগাযোগ বিন্দুতে চাপ তরঙ্গ তৈরি হয়। এই তরঙ্গ দুটি প্রধান উপায়ে ছড়িয়ে পড়ে। প্রথমত, তারা ফাইবার অক্ষ বরাবর ভ্রমণ করে। ছেদ বিন্দুতে রজন দ্বারা তন্তুগুলি আবদ্ধ হয়। যখন স্ট্রেস তরঙ্গ এই পয়েন্টগুলিতে পৌঁছায়, তখন তারা অন্যান্য ফাইবারে স্থানান্তরিত হয়। এটি স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন এরিয়া বাড়ায় এবং শক্তি নষ্ট করতে সাহায্য করে। দ্বিতীয়ত, যখন স্ট্রেস তরঙ্গ ফাইবার-রজন ইন্টারফেসে পৌঁছায়, তখন প্রতিফলন ঘটে এবং ডিলামিনেশন ফর্ম হয়। এই প্রক্রিয়াটি অতিরিক্ত শক্তি শোষণ করে।

ফাইবার-রিইনফোর্সড ব্যালিস্টিক কম্পোজিটগুলিতে, স্ট্রাইক ফেস প্রধানত শিয়ার ফেইলিউর অনুভব করে, যখন পিছনের মুখটি প্রধানত প্রসার্য ব্যর্থতার মধ্য দিয়ে যায়। এই কারণে, একক ধরণের ফাইবার দিয়ে শক্তিশালী করা কম্পোজিটগুলি প্রায়শই সর্বোত্তম ব্যালিস্টিক কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে না। বিভিন্ন ফাইবার একত্রিত করে এবং একটি স্তরযুক্ত কাঠামো ডিজাইন করে, আরও ভাল ব্যালিস্টিক সুরক্ষা অর্জন করা যেতে পারে।

কার্বন ফাইবার ওভারভিউ

কার্বন ফাইবার বলতে ফাইবার বোঝায় যেখানে মোট ভরের 90% এর বেশি কার্বন থাকে। এটি জৈব তন্তু থেকে কঠিন-ফেজ বিক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপন্ন হয় এবং একটি তন্তুযুক্ত পলিমার কার্বন উপাদান তৈরি করে। কার্বন ফাইবার কম ওজন, উচ্চ শক্তি, উচ্চ মডুলাস, তাপ প্রতিরোধ, প্রভাব প্রতিরোধ, রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং নিম্ন তাপীয় প্রসারণের জন্য পরিচিত।

যাইহোক, কার্বন ফাইবারের বিরতিতে কম প্রসারণ এবং সীমিত শক্ততা রয়েছে। এই কারণে, এটি খুব কমই একা ব্যবহৃত হয় এবং প্রধানত কম্পোজিটগুলিতে একটি শক্তিশালীকরণ উপাদান হিসাবে প্রয়োগ করা হয়।

ব্যালিস্টিক ভেস্ট এবং অন্যান্য প্রতিরক্ষামূলক বর্মগুলি স্তরযুক্ত উপকরণগুলির উপর নির্ভর করে যা প্রভাব শক্তি শোষণ এবং বিতরণ করতে পারে। এই উপকরণগুলির সাধারণত উচ্চ প্রসার্য শক্তি থাকে এবং চাপের মধ্যে বিকৃত হতে পারে, যা বুলেটের শক্তিকে নষ্ট করতে সাহায্য করে।

যদিও কার্বন ফাইবারের খুব উচ্চ শক্তি রয়েছে, তবে এটির দুর্বল নমনীয়তা এবং গতিশক্তি শোষণ ও ক্ষয় করার ক্ষমতা সীমিত। এছাড়াও এটি ভঙ্গুর এবং প্রভাব বা বারবার লোডিং এর অধীনে ফ্র্যাকচারের প্রবণ। ফলস্বরূপ, শুধুমাত্র রজন এবং কার্বন ফাইবার দিয়ে তৈরি কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি ব্যালিস্টিক সুরক্ষার জন্য কার্যকর নয়। অনুশীলনে, ব্যালিস্টিক কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য কার্বন ফাইবার সাধারণত অন্যান্য উচ্চ-পারফরম্যান্স ফাইবারের সাথে মিলিত হয়।

যদি কার্বন ফাইবার প্রধান বুলেট-স্টপিং উপাদান হিসাবে উপযুক্ত না হয়, তবে কেন এটি এখনও কিছু ব্যালিস্টিক কম্পোজিটগুলিতে ব্যবহৃত হয়?

কার্বন ফাইবার তার উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি এবং স্থায়িত্বের জন্য মূল্যবান। যখন ব্যালিস্টিক উপকরণগুলিতে একটি শক্তিশালীকরণ উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা হয়, বিশেষত যখন কেভলার বা অন্যান্য ব্যালিস্টিক ফাইবারগুলির সাথে মিলিত হয়, এটি খোঁচা এবং খণ্ডনের প্রতিরোধের উন্নতি করে। একই সময়ে, এটি সামগ্রিক ওজন হ্রাস করে, যা পরা আরাম এবং গতিশীলতা বাড়ায়।

কার্বন ফাইবার প্রধানত নিম্নলিখিত উপায়ে অবদান রাখে:

কাঠামোগত শক্তিবৃদ্ধি:
কার্বন ফাইবার যৌগিক ব্যালিস্টিক উপকরণগুলিতে কাঠামোগত অখণ্ডতা যোগ করে। কেভলার বা অন্যান্য ব্যালিস্টিক ফাইবারগুলির সাথে স্তরযুক্ত করা হলে, এটি প্রভাবের পরে উপাদানের অখণ্ডতা বজায় রাখতে সহায়তা করে এবং প্রভাব শক্তির বিতরণকে সমর্থন করে, অনুপ্রবেশের ঝুঁকি হ্রাস করে।

ওজন কমানো:
ব্যালিস্টিক কম্পোজিট সাধারণত প্রজেক্টাইল বন্ধ করার জন্য বহু-স্তরের কাঠামোর উপর নির্ভর করে। কার্বন ফাইবারের কম ঘনত্ব মোট ওজন কমাতে সাহায্য করে, পরিধানকারীর জন্য আরাম এবং নমনীয়তা উন্নত করে।

কার্বন ফাইবার উচ্চ শক্তি এবং কম ওজন প্রদান করে, কিন্তু এর ভঙ্গুরতা এবং সীমিত শক্তি শোষণ ক্ষমতার কারণে, এটি নিজে থেকে ব্যালিস্টিক নয়। এর অনমনীয়তা এবং প্রভাবের অধীনে ফ্র্যাকচারের প্রবণতা বুলেট থামাতে এর কার্যকারিতা হ্রাস করে। যাইহোক, যখন একটি যৌগিক সিস্টেমের অংশ হিসাবে ব্যবহার করা হয়, কার্বন ফাইবার ব্যালিস্টিক কর্মক্ষমতা সমর্থন করতে পারে। শক্তি শোষণ এবং অপসারণকারী অন্যান্য ফাইবারগুলির সাথে এর কাঠামোগত শক্তি একত্রিত করে, কার্যকর ব্যালিস্টিক সুরক্ষা অর্জন করা যেতে পারে।

কিছু বিষয়বস্তু অনলাইনে প্রাপ্ত; প্রযোজ্য হলে অপসারণের অনুরোধের জন্য আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন।