कार्बन-फाइबर-प्रबलित पॉलिमर

CFRP मिश्रित सामग्री हैं । इस मामले में समग्र में दो भाग होते हैं: एक मैट्रिक्स और एक सुदृढीकरण। CFRP में सुदृढीकरण कार्बन फाइबर है, जो इसकी ताकत प्रदान करता है। मैट्रिक्स आमतौर पर एक बहुलक राल होता है, जैसे कि एपॉक्सी, सुदृढीकरण को एक साथ बांधने के लिए। ^[२] क्योंकि CFRP में दो अलग-अलग तत्व होते हैं, भौतिक गुण इन दो तत्वों पर निर्भर करते हैं।

सुदृढीकरण CFRP को क्रमशः तनाव और लोचदार मापांक द्वारा मापी गई ताकत और कठोरता देता है। स्टील और एल्यूमीनियम जैसी आइसोट्रोपिक सामग्रियों के विपरीत , CFRP में दिशात्मक शक्ति गुण होते हैं। CFRP के गुण कार्बन फाइबर के लेआउट और बहुलक के सापेक्ष कार्बन फाइबर के अनुपात पर निर्भर करते हैं। ^[३] कार्बन फाइबर और पॉलिमर मैट्रिक्स के गुणों का उपयोग करके मिश्रित सामग्री के शुद्ध लोचदार मापांक को नियंत्रित करने वाले दो अलग-अलग समीकरण कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक पर भी लागू किए जा सकते हैं। ^[४] निम्नलिखित समीकरण,

${\displaystyle E_{c}=V_{m}E_{m}+V_{f}E_{f}}$

लागू भार की दिशा में उन्मुख फाइबर के साथ मिश्रित सामग्री के लिए मान्य है। ${\displaystyle E_{c}}$ कुल समग्र मापांक है, ${\displaystyle वी_{एम}}$ तथा ${\displaystyle V_{f}}$ मिश्रित में क्रमशः मैट्रिक्स और फाइबर के आयतन अंश हैं, और ${\displaystyle E_{m}}$ तथा ${\displaystyle E_{f}}$क्रमशः मैट्रिक्स और फाइबर के लोचदार मॉड्यूल हैं। ^[४] लागू भार के लिए अनुप्रस्थ तंतु के साथ मिश्रित के लोचदार मापांक का दूसरा चरम मामला निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके पाया जा सकता है: ^[४]

${\displaystyle E_{c}=\left({\frac {V_{m}}{E_{m}}}+{\frac {V_{f}}{E_{f}}}\right)^{- 1}}$

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक की फ्रैक्चर क्रूरता निम्नलिखित तंत्रों द्वारा नियंत्रित होती है: 1) कार्बन फाइबर और पॉलिमर मैट्रिक्स के बीच डिबॉन्डिंग, 2) फाइबर पुल-आउट, और 3) सीएफआरपी शीट्स के बीच प्रदूषण। ^[५] विशिष्ट एपॉक्सी-आधारित CFRPs वस्तुतः कोई प्लास्टिसिटी नहीं दिखाते हैं, विफलता के लिए ०.५% से कम तनाव के साथ। हालांकि एपॉक्सी वाले सीएफआरपी में उच्च शक्ति और लोचदार मापांक होता है, भंगुर फ्रैक्चर यांत्रिकी विफलता का पता लगाने में इंजीनियरों के लिए अद्वितीय चुनौतियां पेश करता है क्योंकि विफलता भयावह रूप से होती है। ^[५] जैसे, सीएफआरपी को सख्त करने के हालिया प्रयासों में मौजूदा एपॉक्सी सामग्री को संशोधित करना और वैकल्पिक बहुलक मैट्रिक्स खोजना शामिल है। उच्च वादे वाली एक ऐसी सामग्री PEEK है , जो समान लोचदार मापांक और तन्य शक्ति के साथ अधिक कठोरता के क्रम को प्रदर्शित करती है। ^[५] हालांकि, PEEK को संसाधित करना अधिक कठिन और अधिक महंगा है। ^[५]

अपने उच्च प्रारंभिक शक्ति-से-भार अनुपात के बावजूद, CFRP की एक डिज़ाइन सीमा इसकी एक निश्चित थकान सीमा की कमी है । इसका मतलब है, सैद्धांतिक रूप से, तनाव चक्र की विफलता से इंकार नहीं किया जा सकता है। जबकि स्टील और कई अन्य संरचनात्मक धातुओं और मिश्र धातुओं में अनुमानित थकान या सहनशक्ति की सीमा होती है, कंपोजिट के जटिल विफलता मोड का मतलब है कि सीएफआरपी की थकान विफलता गुणों की भविष्यवाणी करना और इसके खिलाफ डिजाइन करना मुश्किल है। नतीजतन, महत्वपूर्ण चक्रीय-लोडिंग अनुप्रयोगों के लिए सीएफआरपी का उपयोग करते समय, इंजीनियरों को अपने सेवा जीवन पर उपयुक्त घटक विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए काफी ताकत सुरक्षा मार्जिन में डिजाइन करने की आवश्यकता हो सकती है।

तापमान और आर्द्रता जैसे पर्यावरणीय प्रभाव अधिकांश सीएफआरपी सहित बहुलक-आधारित कंपोजिट पर गहरा प्रभाव डाल सकते हैं। जबकि CFRPs उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, तापमान की विस्तृत श्रृंखला पर नमी के प्रभाव से CFRPs के यांत्रिक गुणों का क्षरण हो सकता है, विशेष रूप से मैट्रिक्स-फाइबर इंटरफ़ेस पर। ^[६] जबकि कार्बन फाइबर स्वयं सामग्री में फैलने वाली नमी से प्रभावित नहीं होते हैं, नमी बहुलक मैट्रिक्स को प्लास्टिसाइज़ करती है। ^[५] इसके कारण उन गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए जो सीएफआरपी में मैट्रिक्स से प्रभावित होते हैं जैसे कि कंप्रेसिव, इंटरलामिनर शीयर और प्रभाव गुण। ^[७] इंजन फैन ब्लेड के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एपॉक्सी मैट्रिक्स जेट ईंधन, स्नेहन और बारिश के पानी के खिलाफ अभेद्य होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और कंपोजिट भागों पर बाहरी पेंट को पराबैंगनी प्रकाश से नुकसान को कम करने के लिए लगाया जाता है। ^{[५] [८]}

जब सीआरपी भागों को एल्यूमीनियम से जोड़ा जाता है तो कार्बन फाइबर गैल्वेनिक जंग का कारण बन सकता है । ^[९]

कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक मशीन के लिए बहुत कठिन है, और महत्वपूर्ण उपकरण पहनने का कारण बनता है। सीएफआरपी मशीनिंग में उपकरण पहनना फाइबर ओरिएंटेशन और काटने की प्रक्रिया की मशीनिंग स्थिति पर निर्भर है। उपकरण पहनने को कम करने के लिए मशीनिंग CFRP और CFRP-धातु स्टैक में विभिन्न प्रकार के लेपित उपकरणों का उपयोग किया जाता है। ^[1]

कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक

CFRP का प्राथमिक तत्व कार्बन फिलामेंट है ; यह पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन), रेयान या पेट्रोलियम पिच जैसे अग्रदूत बहुलक से उत्पन्न होता है । पैन या रेयान जैसे सिंथेटिक पॉलिमर के लिए, अग्रदूत को पहले फिलामेंट यार्न में काता जाता है, रासायनिक और यांत्रिक प्रक्रियाओं का उपयोग करके शुरू में बहुलक श्रृंखलाओं को पूर्ण कार्बन फाइबर के अंतिम भौतिक गुणों को बढ़ाने के लिए एक तरह से संरेखित किया जाता है। फिलामेंट यार्न कताई के दौरान उपयोग की जाने वाली पूर्ववर्ती रचनाएं और यांत्रिक प्रक्रियाएं निर्माताओं के बीच भिन्न हो सकती हैं। ड्राइंग या कताई के बाद, बहुलक फिलामेंट यार्न को गैर-कार्बन परमाणुओं ( कार्बोनाइजेशन ) को दूर करने के लिए गर्म किया जाता है , जिससे अंतिम कार्बन फाइबर का उत्पादन होता है। कार्बन फाइबर फिलामेंट यार्न को आगे संभालने के गुणों में सुधार के लिए इलाज किया जा सकता है, फिर बॉबिन पर घाव हो सकता है । ^[१०] इन रेशों से एक यूनिडायरेक्शनल शीट बनाई जाती है। ये चादरें एक-दूसरे पर अर्ध-आइसोट्रोपिक लेअप में स्तरित होती हैं, उदाहरण के लिए 0°, +60°, या −60° एक-दूसरे के सापेक्ष।

प्राथमिक फाइबर से, एक द्विदिश बुना हुआ चादर बनाया जा सकता है, यानी 2/2 बुनाई के साथ एक टवील । जिस प्रक्रिया से अधिकांश सीएफआरपी बनाए जाते हैं, वह अलग-अलग होता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस टुकड़े का निर्माण किया जा रहा है, खत्म (बाहर चमक) की आवश्यकता है, और कितने टुकड़े का उत्पादन किया जाएगा। इसके अलावा, मैट्रिक्स की पसंद का तैयार समग्र के गुणों पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है।

कई CFRP भागों को कार्बन फैब्रिक की एक परत के साथ बनाया जाता है जो फाइबरग्लास के साथ समर्थित होता है। इन मिश्रित भागों को जल्दी से बनाने के लिए चॉपर गन नामक उपकरण का उपयोग किया जाता है। एक बार जब कार्बन फाइबर से एक पतला खोल बनाया जाता है, तो चॉपर गन फाइबरग्लास के रोल को छोटी लंबाई में काटती है और उसी समय राल स्प्रे करती है, ताकि फाइबरग्लास और राल मौके पर मिल जाए। राल या तो बाहरी मिश्रण होता है, जिसमें हार्डनर और राल को अलग-अलग छिड़का जाता है, या आंतरिक मिश्रित होता है, जिसे हर उपयोग के बाद सफाई की आवश्यकता होती है। विनिर्माण विधियों में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं:

ढलाई

CFRP भागों के उत्पादन की एक विधि कार्बन फाइबर कपड़े की चादरों को अंतिम उत्पाद के आकार में एक सांचे में बिछाना है। परिणामी सामग्री की ताकत और कठोरता गुणों को अनुकूलित करने के लिए कपड़ा फाइबर के संरेखण और बुनाई को चुना जाता है। फिर मोल्ड को एपॉक्सी से भर दिया जाता है और गर्म या हवा से ठीक किया जाता है। परिणामी भाग अपने वजन के लिए बहुत संक्षारण प्रतिरोधी, कठोर और मजबूत होता है। कम महत्वपूर्ण क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले भागों को एक साँचे के ऊपर कपड़ा लपेटकर निर्मित किया जाता है, जिसमें एपॉक्सी या तो तंतुओं में पूर्व-गर्भवती होता है (जिसे प्री-प्रेग भी कहा जाता है ) या इसके ऊपर "पेंट" किया जाता है। सिंगल मोल्ड्स का उपयोग करने वाले उच्च-प्रदर्शन वाले हिस्से अक्सर वैक्यूम- बैगेड और/या आटोक्लेव- क्योर होते हैं, क्योंकि सामग्री में छोटे हवाई बुलबुले भी ताकत कम कर देंगे। आटोक्लेव विधि का एक विकल्प गैर-ठीक किए गए कार्बन फाइबर के अंदर इन्फ्लेटेबल एयर ब्लैडर या ईपीएस फोम के माध्यम से आंतरिक दबाव का उपयोग करना है ।

वैक्यूम बैगिंग

साधारण टुकड़ों के लिए जिनकी अपेक्षाकृत कुछ प्रतियों की आवश्यकता होती है (प्रति दिन 1-2), एक वैक्यूम बैग का उपयोग किया जा सकता है। एक शीसे रेशा, कार्बन फाइबर, या एल्यूमीनियम मोल्ड पॉलिश और मोम किया जाता है, और कपड़े और राल लगाने से पहले एक रिलीज एजेंट लगाया जाता है, और वैक्यूम को खींचा जाता है और टुकड़े को ठीक करने (कठोर) करने की अनुमति देने के लिए अलग रखा जाता है। वैक्यूम मोल्ड में कपड़े पर राल लगाने के तीन तरीके हैं।

पहली विधि मैनुअल है और इसे वेट लेअप कहा जाता है, जहां दो-भाग राल को मिलाया जाता है और मोल्ड में रखने और बैग में रखने से पहले लगाया जाता है। दूसरा इंस्यूजन द्वारा किया जाता है, जहां सूखे कपड़े और मोल्ड को बैग के अंदर रखा जाता है, जबकि वैक्यूम एक छोटी ट्यूब के माध्यम से राल को बैग में खींचता है, फिर एक ट्यूब के माध्यम से छेद या कुछ समान रूप से पूरे कपड़े में राल फैलता है . वायर लूम एक ट्यूब के लिए पूरी तरह से काम करता है जिसके लिए बैग के अंदर छेद की आवश्यकता होती है। राल लगाने के इन दोनों तरीकों में बहुत छोटे पिन-होल के साथ चमकदार फिनिश के लिए राल को समान रूप से फैलाने के लिए हाथ से काम करने की आवश्यकता होती है।

मिश्रित सामग्री के निर्माण की तीसरी विधि को ड्राई लेअप के रूप में जाना जाता है। यहां, कार्बन फाइबर सामग्री को पहले से ही राल (प्री-प्रेग) के साथ लगाया जाता है और चिपकने वाली फिल्म के समान ही मोल्ड पर लगाया जाता है। फिर विधानसभा को इलाज के लिए एक निर्वात में रखा जाता है। सूखी लेअप विधि में कम से कम राल अपशिष्ट होता है और गीले लेअप की तुलना में हल्का निर्माण प्राप्त कर सकता है। इसके अलावा, क्योंकि बड़ी मात्रा में राल को गीला लेअप विधियों से बाहर निकालना अधिक कठिन होता है, प्री-प्रेग भागों में आमतौर पर कम पिनहोल होते हैं। न्यूनतम राल मात्रा के साथ पिनहोल उन्मूलन में आमतौर पर अवशिष्ट गैसों को शुद्ध करने के लिए आटोक्लेव दबावों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

दबाव से सांचे में डालना

एक तेज विधि एक संपीड़न मोल्ड का उपयोग करती है । यह एक टू-पीस (नर और मादा) मोल्ड है जो आमतौर पर एल्यूमीनियम या स्टील से बना होता है जिसे दोनों के बीच कपड़े और राल के साथ दबाया जाता है। लाभ पूरी प्रक्रिया की गति है। बीएमडब्ल्यू जैसे कुछ कार निर्माताओं ने दावा किया कि वे हर 80 सेकंड में एक नए हिस्से को साइकिल चलाने में सक्षम हैं। हालाँकि, इस तकनीक की प्रारंभिक लागत बहुत अधिक है क्योंकि सांचों को बहुत उच्च परिशुद्धता के सीएनसी मशीनिंग की आवश्यकता होती है।

तंतु वक्र

कठिन या जटिल आकृतियों के लिए, एक फिलामेंट वाइन्डर का उपयोग सीएफआरपी भागों को बनाने के लिए एक खराद का धुरा या कोर के चारों ओर फिलामेंट्स को घुमाकर किया जा सकता है।

सीएफआरपी के लिए आवेदनों में निम्नलिखित शामिल हैं:

अंतरिक्ष इंजीनियरिंग

कार्बन फाइबर थीम वाली पोशाक के साथ एक एयरबस A350 । A350 में समग्र सामग्री का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है।

एयरबस A350 XWB 52% सीएफआरपी से बनाया गया है ^[11] विंग spars और धड़ घटकों सहित, पर हावी हो बोइंग 787 ड्रीमलाइनर सीएफआरपी, 50% है, जिसके लिए उच्चतम वजन अनुपात के साथ विमान के लिए। ^[१२] यह पहले वाणिज्यिक विमानों में से एक था जिसमें कंपोजिट से बने विंग स्पार्स थे। एयरबस ए 380 पहले वाणिज्यिक विमानों एक केंद्रीय विंग बॉक्स सीएफआरपी से बना है करने के लिए में से एक था; यह पहली बार है, जिसमें पंखों को स्पैन-वाइज सेक्शन में विभाजित किए जाने के बजाय एक सुचारू रूप से समोच्च विंग क्रॉस-सेक्शन है। यह बहने वाला, निरंतर क्रॉस सेक्शन वायुगतिकीय दक्षता को अनुकूलित करता है। ^{[ उद्धरण वांछित ]} इसके अलावा, पिछला किनारा, पीछे के बल्कहेड, एम्पेनेज और बिना दबाव वाले धड़ के साथ CFRP से बने होते हैं। ^[१३] हालांकि, इन पुर्जों के निर्माण में समस्याओं के कारण कई देरी ने ऑर्डर डिलीवरी की तारीखों को पीछे धकेल दिया है। सीएफआरपी का उपयोग करने वाले कई विमानों ने सीएफआरपी घटकों को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली अपेक्षाकृत नई प्रक्रियाओं के कारण डिलीवरी की तारीखों में देरी का अनुभव किया है, जबकि धातु संरचनाओं का अध्ययन किया गया है और एयरफ्रेम पर वर्षों से उपयोग किया जाता है, और प्रक्रियाएं अपेक्षाकृत अच्छी तरह से समझी जाती हैं। एक आवर्तक समस्या संरचनात्मक उम्र बढ़ने की निगरानी है, जिसके लिए सीएफआरपी की असामान्य बहु-सामग्री और अनिसोट्रोपिक प्रकृति के कारण नए तरीकों की लगातार जांच की जाती है। ^[14]

1968 में एक Hyfil कार्बन फाइबर प्रशंसक विधानसभा पर सेवा में था रोल्स रॉयस Conways की विकर्स VC10s द्वारा संचालित BOAC । ^[15]

विशेषज्ञ विमान डिजाइनरों और निर्माताओं स्केल्ड कंपोजिट्स ने अपने पूरे डिजाइन रेंज में सीएफआरपी का व्यापक उपयोग किया है, जिसमें पहला निजी मानवयुक्त अंतरिक्ष यान स्पेसशिप वन भी शामिल है । सीएफआरपी का व्यापक रूप से सूक्ष्म वायु वाहनों (एमएवी) में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसकी उच्च शक्ति वजन अनुपात के कारण होती है।

ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग

Citroën SM जिसने कार्बन फाइबर पहियों के साथ मोरक्को की 1971 की रैली जीती

1996 मैकलारेन F1 - पहला कार्बन फाइबर बॉडी शेल

McLaren MP4 (MP4/1), पहली कार्बन फाइबर F1 कार।

सीएफआरपी का बड़े पैमाने पर हाई-एंड ऑटोमोबाइल रेसिंग में उपयोग किया जाता है। ^[१६] कार्बन फाइबर की उच्च लागत सामग्री के नायाब ताकत-से-वजन अनुपात से कम हो जाती है, और उच्च प्रदर्शन ऑटोमोबाइल रेसिंग के लिए कम वजन आवश्यक है। रेस-कार निर्माताओं ने कार्बन फाइबर के टुकड़ों को एक निश्चित दिशा में मजबूती देने के तरीके भी विकसित किए हैं, जिससे यह लोड-असर दिशा में मजबूत हो जाता है, लेकिन उन दिशाओं में कमजोर होता है जहां सदस्य पर बहुत कम या कोई भार नहीं रखा जाएगा। इसके विपरीत, निर्माताओं ने सर्वदिशात्मक कार्बन फाइबर बुनाई विकसित की जो सभी दिशाओं में ताकत लागू करती हैं। इस प्रकार की कार्बन फाइबर असेंबली का उपयोग उच्च प्रदर्शन वाली रेस-कारों के "सुरक्षा सेल" मोनोकोक चेसिस असेंबली में सबसे अधिक किया जाता है । पहला कार्बन फाइबर मोनोकॉक चेसिस मैकलारेन द्वारा 1981 सीज़न में फॉर्मूला वन में पेश किया गया था । यह जॉन बर्नार्ड द्वारा डिजाइन किया गया था और कारों के चेसिस को प्रदान की गई अतिरिक्त कठोरता के कारण अन्य F1 टीमों द्वारा निम्नलिखित सीज़न में व्यापक रूप से कॉपी किया गया था। ^[17]

पिछले कुछ दशकों में कई सुपरकारों ने अपने मोनोकॉक चेसिस के साथ-साथ अन्य घटकों के लिए इसका उपयोग करते हुए, अपने निर्माण में बड़े पैमाने पर CFRP को शामिल किया है। ^[१८] १९७१ में, Citroën SM ने वैकल्पिक हल्के कार्बन फाइबर पहियों की पेशकश की। ^{[19] [20]}

सामग्री का उपयोग कम मात्रा वाले निर्माताओं द्वारा अधिक आसानी से अपनाया गया है, जिन्होंने इसका उपयोग मुख्य रूप से अपनी कुछ उच्च अंत कारों के लिए बॉडी-पैनल बनाने के लिए किया था, क्योंकि इसकी बढ़ी हुई ताकत और वजन में कमी के कारण ग्लास-प्रबलित बहुलक की तुलना में वे उपयोग करते थे। उनके अधिकांश उत्पाद।

असैनिक अभियंत्रण

सीएफआरपी संरचनात्मक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में एक उल्लेखनीय सामग्री बन गया है । निर्माण में इसके संभावित लाभों के रूप में एक अकादमिक संदर्भ में अध्ययन किया गया है, इसने कंक्रीट, चिनाई, स्टील, कच्चा लोहा और लकड़ी के ढांचे को मजबूत करने वाले कई क्षेत्र अनुप्रयोगों में खुद को लागत प्रभावी साबित किया है। उद्योग में इसका उपयोग या तो मौजूदा संरचना को मजबूत करने के लिए रेट्रोफिटिंग के लिए या किसी परियोजना के प्रारंभ से स्टील के बजाय वैकल्पिक सुदृढ़ीकरण (या पूर्व-तनाव) सामग्री के रूप में हो सकता है।

Retrofitting सिविल इंजीनियरिंग में सामग्री के तेजी से प्रमुख उपयोग बन गया है, और अनुप्रयोगों वर्ष संरचनाओं (जैसे कि पुल के रूप में) है कि आज काफी कम सेवा भार की तुलना में वे सामना कर रहे हैं सहन करने के लिए डिजाइन किए गए थे, भूकंप retrofitting की भार क्षमता में वृद्धि शामिल हैं, और की मरम्मत क्षतिग्रस्त संरचनाएं। रेट्रोफिटिंग कई उदाहरणों में लोकप्रिय है क्योंकि दोषपूर्ण संरचना को बदलने की लागत सीएफआरपी का उपयोग करके सुदृढ़ीकरण की लागत से काफी अधिक हो सकती है। ^[21]

लचीलेपन के लिए प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं के लिए लागू, सीएफआरपी का आमतौर पर ताकत पर बड़ा प्रभाव पड़ता है (अनुभाग की ताकत दोगुनी या अधिक असामान्य नहीं है), लेकिन कठोरता में केवल मामूली वृद्धि (शायद 10% की वृद्धि)। ऐसा इसलिए है क्योंकि इस एप्लिकेशन में उपयोग की जाने वाली सामग्री आम तौर पर बहुत मजबूत होती है (उदाहरण के लिए, 3000 एमपीए परम तन्य शक्ति , 10 गुना से अधिक हल्के स्टील) लेकिन विशेष रूप से कठोर नहीं (150 से 250 जीपीए, स्टील से थोड़ा कम, विशिष्ट है)। नतीजतन, सामग्री के केवल छोटे पार-अनुभागीय क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है। बहुत अधिक शक्ति वाले छोटे क्षेत्र लेकिन मध्यम कठोरता सामग्री काफी ताकत बढ़ाएगी, लेकिन कठोरता नहीं।

सीएफआरपी को मजबूत करने के लिए खंड के चारों ओर कपड़े या फाइबर लपेटकर प्रबलित कंक्रीट की कतरनी ताकत बढ़ाने के लिए भी लागू किया जा सकता है। खंडों के चारों ओर लपेटना (जैसे पुल या भवन स्तंभ) भी खंड की लचीलापन बढ़ा सकते हैं, भूकंप लोडिंग के तहत गिरने के प्रतिरोध को काफी बढ़ा सकते हैं। भूकंप संभावित क्षेत्रों में इस तरह के 'भूकंपीय रेट्रोफिट' प्रमुख अनुप्रयोग हैं, क्योंकि यह वैकल्पिक तरीकों की तुलना में बहुत अधिक आर्थिक है।

यदि कोई स्तंभ गोलाकार (या लगभग इतना) है तो अक्षीय क्षमता में वृद्धि भी लपेटकर प्राप्त की जाती है। इस एप्लिकेशन में, CFRP रैप की कैद कंक्रीट की कंप्रेसिव स्ट्रेंथ को बढ़ाती है। हालांकि, हालांकि अंतिम पतन भार में बड़ी वृद्धि हासिल की जाती है, कंक्रीट केवल थोड़ा बढ़ाए गए भार पर क्रैक करेगा, जिसका अर्थ है कि यह एप्लिकेशन केवल कभी-कभी उपयोग किया जाता है। विशेषज्ञ अति उच्च मापांक CFRP (420 GPa या अधिक के तन्यता मापांक के साथ) कच्चा लोहा बीम को मजबूत करने के कुछ व्यावहारिक तरीकों में से एक है। विशिष्ट उपयोग में, यह खंड की तन्यता निकला हुआ किनारा से जुड़ा होता है, दोनों खंड की कठोरता को बढ़ाते हैं और तटस्थ अक्ष को कम करते हैं , इस प्रकार कच्चा लोहा में अधिकतम तन्यता तनाव को कम करते हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, प्री-स्ट्रेस्ड कंक्रीट सिलेंडर पाइप (पीसीसीपी) जल संचरण के विशाल बहुमत के लिए जिम्मेदार है। उनके बड़े व्यास के कारण, पीसीसीपी की विफलताएं आमतौर पर विनाशकारी होती हैं और बड़ी आबादी को प्रभावित करती हैं। 1940 और 2006 के बीच लगभग 19,000 मील (31,000 किमी) पीसीसीपी स्थापित किया गया है। कई पीसीसीपी लाइनों में पूर्व-तनाव वाले तारों के क्रमिक गिरावट के लिए हाइड्रोजन उत्सर्जन के रूप में जंग को दोषी ठहराया गया है। पिछले एक दशक में, सीएफआरपी का उपयोग पीसीसीपी को आंतरिक रूप से लाइन करने के लिए किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप पूरी तरह से संरचनात्मक सुदृढ़ीकरण प्रणाली है। पीसीसीपी लाइन के अंदर, सीएफआरपी लाइनर एक बाधा के रूप में कार्य करता है जो मेजबान पाइप में स्टील सिलेंडर द्वारा अनुभव किए गए तनाव के स्तर को नियंत्रित करता है। समग्र लाइनर स्टील सिलेंडर को अपनी लोचदार सीमा के भीतर प्रदर्शन करने में सक्षम बनाता है, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पाइपलाइन का दीर्घकालिक प्रदर्शन बना रहे। सीएफआरपी लाइनर डिजाइन लाइनर और मेजबान पाइप के बीच तनाव संगतता पर आधारित हैं। ^[22]

CFRP निर्माण उद्योग में अपने समकक्षों, ग्लास फाइबर-प्रबलित बहुलक (GFRP) और aramid फाइबर-प्रबलित बहुलक (AFRP) की तुलना में अधिक महंगी सामग्री है, हालांकि CFRP को सामान्य रूप से बेहतर गुण माना जाता है। सीएफआरपी का उपयोग रेट्रोफिटिंग के लिए और स्टील के विकल्प के रूप में एक मजबूत या पूर्व-तनाव सामग्री के रूप में करने पर बहुत शोध किया जा रहा है। लागत एक मुद्दा बनी हुई है और दीर्घकालिक स्थायित्व प्रश्न अभी भी बने हुए हैं। कुछ स्टील की लचीलापन के विपरीत सीएफआरपी की भंगुर प्रकृति के बारे में चिंतित हैं। हालांकि अमेरिकी कंक्रीट संस्थान जैसे संस्थानों द्वारा डिजाइन कोड तैयार किए गए हैं, फिर भी इन वैकल्पिक सामग्रियों को लागू करने के बारे में इंजीनियरिंग समुदाय के बीच कुछ झिझक बनी हुई है। कुछ हद तक, यह मानकीकरण की कमी और बाजार पर फाइबर और राल संयोजनों की मालिकाना प्रकृति के कारण है।

कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड

कार्बन फाइबर का उपयोग कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए किया जाता है । इस एप्लिकेशन में आम तौर पर एक ग्लास केशिका में 5-7 माइक्रोन के व्यास के साथ एक कार्बन फाइबर को सील कर दिया जाता है। ^[२३] टिप पर केशिका को या तो एपॉक्सी से सील कर दिया जाता है और कार्बन-फाइबर डिस्क माइक्रोइलेक्ट्रोड बनाने के लिए पॉलिश किया जाता है या कार्बन-फाइबर सिलेंडर इलेक्ट्रोड बनाने के लिए फाइबर को ७५-१५० माइक्रोन की लंबाई में काटा जाता है। जैव रासायनिक संकेतन का पता लगाने के लिए कार्बन-फाइबर माइक्रोइलेक्ट्रोड का उपयोग या तो एम्परोमेट्री या फास्ट-स्कैन चक्रीय वोल्टमेट्री में किया जाता है।

खेल का सामान

एक कार्बन-फाइबर और केवलर डोंगी ( एडिरोंडैक कैनो क्लासिक में प्लासिड बोटवर्क्स रैपिडफ़ायर )

सीएफआरपी अब व्यापक रूप से स्क्वैश, टेनिस और बैडमिंटन रैकेट, खेल पतंग स्पार्स, उच्च गुणवत्ता वाले तीर शाफ्ट, हॉकी स्टिक्स, मछली पकड़ने की छड़, सर्फबोर्ड , उच्च अंत तैरने वाले पंख, और रोइंग शेल जैसे खेल उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है । जॉनी पीकॉक जैसे एम्प्यूटी एथलीट दौड़ने के लिए कार्बन फाइबर ब्लेड का उपयोग करते हैं। यह पैर को स्थिर रखने के लिए कुछ बास्केटबॉल स्नीकर्स में एक टांग प्लेट के रूप में उपयोग किया जाता है , आमतौर पर जूते की लंबाई एकमात्र के ठीक ऊपर चलती है और कुछ क्षेत्रों में आमतौर पर आर्च में उजागर होती है।

विवादास्पद रूप से, 2006 में, रिकी पोंटिंग और माइकल हसी सहित हाई-प्रोफाइल खिलाड़ियों द्वारा प्रतिस्पर्धी मैचों में पीठ पर एक पतली कार्बन-फाइबर परत वाले क्रिकेट चमगादड़ों को पेश किया गया और उनका उपयोग किया गया । कार्बन फाइबर का दावा केवल बल्ले के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए किया गया था, लेकिन 2007 में आईसीसी द्वारा सभी प्रथम श्रेणी मैचों से इसे प्रतिबंधित कर दिया गया था । ^[24]

एक CFRP साइकिल फ्रेम का वजन समान ताकत वाले स्टील, एल्यूमीनियम या टाइटेनियम से कम होता है । कार्बन-फाइबर बुनाई के प्रकार और अभिविन्यास को आवश्यक दिशाओं में कठोरता को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। विभिन्न सवारी शैलियों को संबोधित करने के लिए फ्रेम्स को ट्यून किया जा सकता है: स्प्रिंट इवेंट्स के लिए स्टिफ़र फ्रेम की आवश्यकता होती है, जबकि धीरज की घटनाओं के लिए लंबी अवधि में राइडर के आराम के लिए अधिक लचीले फ्रेम की आवश्यकता हो सकती है। ^[२५] जिस तरह के आकार में इसे बनाया जा सकता है, उसमें कठोरता और बढ़ गई है और वायुगतिकीय ट्यूब अनुभागों को भी अनुमति दी गई है । सस्पेंशन फोर्क क्राउन और स्टीयरर्स, हैंडलबार्स , सीटपोस्ट्स और क्रैंक आर्म्स सहित सीएफआरपी फोर्क्स मध्यम और साथ ही उच्च कीमत वाली साइकिलों पर अधिक आम होते जा रहे हैं। CFRP रिम महंगे रहते हैं लेकिन एल्यूमीनियम की तुलना में उनकी स्थिरता एक पहिया को फिर से सही करने की आवश्यकता को कम करती है और कम द्रव्यमान पहिया की जड़ता के क्षण को कम करता है । CFRP स्पोक्स दुर्लभ हैं और अधिकांश कार्बन व्हीलसेट पारंपरिक स्टेनलेस स्टील स्पोक्स को बनाए रखते हैं। CFRP अन्य घटकों जैसे कि डिरेलियर भागों, ब्रेक और शिफ्टर लीवर और बॉडी, कैसेट स्प्रोकेट कैरियर्स, सस्पेंशन लिंकेज, डिस्क ब्रेक रोटर्स, पैडल, शू सोल और सैडल रेल्स में भी तेजी से प्रकट होता है। हालांकि मजबूत और हल्के, प्रभाव, अति-टॉर्किंग, या सीएफआरपी घटकों की अनुचित स्थापना के परिणामस्वरूप क्रैकिंग और विफलताएं हुई हैं, जिनकी मरम्मत करना मुश्किल या असंभव हो सकता है। ^{[26] [27]}

अन्य अनुप्रयोगों

यदि कार्बन फाइबर की एक पतली परत को सतह के पास ढाला जाता है, तो पॉलिमर और थर्मो-सेट कंपोजिट के अग्नि प्रतिरोध में काफी सुधार होता है क्योंकि कार्बन फाइबर की घनी, कॉम्पैक्ट परत कुशलतापूर्वक गर्मी को दर्शाती है। ^[28]

CFRP का उपयोग उन उच्च अंत उत्पादों की बढ़ती संख्या में किया जा रहा है जिनमें कठोरता और कम वजन की आवश्यकता होती है, इनमें शामिल हैं:

• वायलिन धनुष सहित संगीत वाद्ययंत्र; गिटार पिक्स, नेक (कार्बन फाइबर रॉड), और पिक-गार्ड; ड्रम के गोले; बैगपाइप चैंटर; और संपूर्ण संगीत वाद्ययंत्र जैसे लुइस और क्लार्क के कार्बन फाइबर सेलोस, वायला और वायलिन; और ब्लैकबर्ड गिटार के ध्वनिक गिटार और गिटार; टर्नटेबल्स और लाउडस्पीकर जैसे ऑडियो घटक भी।
• आग्नेयास्त्र इसका उपयोग कुछ धातु, लकड़ी और फाइबरग्लास घटकों को बदलने के लिए करते हैं लेकिन कई आंतरिक भाग अभी भी धातु मिश्र धातुओं तक सीमित हैं क्योंकि वर्तमान प्रबलित प्लास्टिक अनुपयुक्त हैं।
• उच्च प्रदर्शन वाले ड्रोन बॉडी और अन्य रेडियो-नियंत्रित वाहन और विमान के घटक जैसे हेलीकॉप्टर रोटर ब्लेड।
• हल्के डंडे जैसे: तिपाई पैर, तम्बू के खंभे, मछली पकड़ने की छड़, बिलियर्ड्स के संकेत, चलने की छड़ें, और खिड़की की सफाई के लिए उच्च-पहुंच वाले खंभे।
• डेंटिस्ट्री, कार्बन फाइबर पोस्ट का उपयोग रूट कैनाल उपचारित दांतों को बहाल करने में किया जाता है।
• यात्री सेवा के लिए रेलगाड़ी की बोगियाँ । यह धातु की बोगियों की तुलना में वजन को 50% तक कम करता है, जो ऊर्जा बचत में योगदान देता है। ^[29]
• लैपटॉप के गोले और अन्य उच्च प्रदर्शन के मामले।
• कार्बन बुने हुए कपड़े। ^{[30] [31]}
• तीरंदाजी, कार्बन फाइबर तीर और बोल्ट, स्टॉक और रेल।
• 3डी फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग प्रिंटिंग प्रक्रिया के लिए एक फिलामेंट के रूप में, कार्बन फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक (पॉलियामाइड-कार्बन फिलामेंट) का उपयोग इसकी उच्च शक्ति और आंसू की लंबाई के कारण मजबूत लेकिन हल्के उपकरण और भागों के उत्पादन के लिए किया जाता है। ^[32]
• सीआईपीपी पद्धति का उपयोग करते हुए जिला हीटिंग पाइप का पुनर्वास।

सूरज से सुरक्षित होने पर CFRPs का जीवनकाल लंबा होता है। जब सीएफआरपी को बंद करने का समय आता है, तो उन्हें कई धातुओं की तरह हवा में पिघलाया नहीं जा सकता है। जब विनाइल (पीवीसी या पॉलीविनाइल क्लोराइड ) और अन्य हलोजनयुक्त पॉलिमर से मुक्त होते हैं, तो सीएफआरपी को ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में थर्मल डीपोलीमराइजेशन के माध्यम से थर्मल रूप से विघटित किया जा सकता है। इसे रिफाइनरी में एक-चरणीय प्रक्रिया में पूरा किया जा सकता है। तब कार्बन और मोनोमर्स का कब्जा और पुन: उपयोग संभव है। कार्बन फाइबर को पुनः प्राप्त करने के लिए सीएफआरपी को कम तापमान पर पिघलाया या काटा जा सकता है; हालाँकि, यह प्रक्रिया तंतुओं को नाटकीय रूप से छोटा करती है। बस के साथ के रूप में downcycled पत्र, छोटा तंतुओं पुनर्नवीनीकरण सामग्री मूल सामग्री की तुलना में कमजोर होने का कारण बन। अभी भी कई औद्योगिक अनुप्रयोग हैं जिन्हें पूर्ण-लंबाई वाले कार्बन फाइबर सुदृढीकरण की ताकत की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, लैपटॉप जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में कटा हुआ पुनः प्राप्त कार्बन फाइबर का उपयोग किया जा सकता है। यह उपयोग किए गए पॉलिमर के उत्कृष्ट सुदृढीकरण प्रदान करता है, भले ही इसमें एयरोस्पेस घटक के ताकत-से-वजन अनुपात की कमी हो।

2009 में, Zyvex Technologies ने कार्बन नैनोट्यूब-प्रबलित एपॉक्सी और कार्बन प्री-प्रेग पेश किया । ^[३३] कार्बन नैनोट्यूब प्रबलित बहुलक (CNRP) CFRP की तुलना में कई गुना अधिक मजबूत और सख्त है और लॉकहीड मार्टिन F-35 लाइटनिंग II में विमान के लिए एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। ^[३४] सीएनआरपी अभी भी प्राथमिक सुदृढीकरण के रूप में कार्बन फाइबर का उपयोग करता है, ^[३५] लेकिन बाध्यकारी मैट्रिक्स एक कार्बन नैनोट्यूब से भरा एपॉक्सी है। ^[36]

• कार्बन फाइबर  - कार्बन से बने व्यास में लगभग 5-10 माइक्रोन सामग्री फाइबर
• समग्र मरम्मत
• ऑस्कर पिस्टोरियस के चलने वाले ब्लेड के यांत्रिकी  - दक्षिण अफ्रीका के पैरालंपिक धावक ऑस्कर पिस्टोरियस द्वारा उपयोग किए जाने वाले ब्लेड
• प्रबलित कार्बन-कार्बन

• जापान कार्बन फाइबर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (अंग्रेज़ी)
• इंजीनियरों ने सेड्रिक ह्यूम्स को वापस चलाने वाले घायल होकी के लिए समग्र ब्रेसिंग सिस्टम डिजाइन किया
• न्यू स्टील 1968 कार्बन फाइबर की घोषणा पर उड़ान लेख article
• कार्बन फाइबर्स - द फर्स्ट फाइव इयर्स ए 1971 फ्लाइट आर्टिकल ऑन कार्बन फाइबर इन एविएशन फील्ड