کیا آپ فائبر گلاس کے استعمال اور تیاری کی تکنیک سے واقف ہیں؟

ٹکنالوجی کی مسلسل ترقی کے ساتھ، لوگوں کی مادی کارکردگی کے لیے زیادہ سے زیادہ تقاضے ہیں۔گلاس فائبرایک اہم جامع مواد کی مضبوطی کے طور پر، اعلیٰ ماڈیولس، ہلکا پھلکا، اور تابکاری مزاحمت جیسی بہترین خصوصیات کی وجہ سے اعلیٰ-آلات کی تیاری کے شعبوں جیسے ایرو اسپیس، آٹوموٹیو، تعمیرات، اور الیکٹرانکس میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔ متعلقہ صنعتوں کی ترقی کو فروغ دینے کے لیے گلاس فائبر کی تیاری کی ٹیکنالوجی اور استعمال کو سمجھنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

 

1. گلاس فائبر کا خام مال

 

گلاس فائبر ایک اعلی-کارکردگی کا غیر نامیاتی غیر-دھاتی مواد ہے، جو بنیادی طور پر SiO2، Al2O3، CaO، اور MgO پر مشتمل ہے، جو فائبر کی ساخت کا تقریباً 90% حصہ ہے۔ یہ بنیادی طور پر قدرتی معدنی خام مال جیسے پائروفلائٹ، کیولن، کوارٹج ریت، چونا پتھر، ڈولومائٹ، بوروکلسائٹ، اور بورومگنیسائٹ پر مشتمل ہے۔ ان معدنی خام مال کو ایک مخصوص فارمولے کے مطابق ایسک پاؤڈر میں پیس کر کیمیائی خام مال جیسے بورک ایسڈ اور سوڈا ایش کے ساتھ ملایا جاتا ہے، اور پھر ٹینک کی بھٹی اور فائبر ڈرائنگ میں اعلی درجہ حرارت پگھلنے جیسے عمل کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔

 

فائبرگلاس کی پیداواری لاگت کی ساخت کے نقطہ نظر سے، پائروفلائٹ، کوارٹج ریت، چونا پتھر، اور دیگر معدنی خام مال لاگت کا تقریباً 21.7 فیصد بنتا ہے، جس میں پائروفلائٹ تقریباً ایک-تہائی حصہ بنتا ہے، اور کوارٹج ریت اور چونا پتھر بھی ایک خاص حصہ کے لیے حساب کرتے ہیں۔

 

1.1 پائروفلائٹ

Pyrophyllite 2:1 کرسٹل لائن اور کیمیائی فارمولہ Al2[Si4O10](OH)2 کے ساتھ ایک تہہ دار ایلومینوسیلیٹ مٹی کا معدنیات ہے۔ فائبر گلاس میں پائروفیلائٹ استعمال کرنے کا بنیادی مقصد ایلومینیم پاؤڈر کو تبدیل کرنے کے لیے Al2O3 متعارف کرانا ہے، لاگت کو کم کرنا اور فائبر گلاس کی مکینیکل طاقت کو بہتر بنانا ہے۔ 16%-22% کے Al2O3 بڑے حصے کے ساتھ ایک درمیانے-ایلومینیم پائروفلائٹ کو ترجیح دی جاتی ہے۔ بہت زیادہ یا کم Al2O3 ماس فریکشن نمایاں طور پر پیداواری عمل کو متاثر کرتا ہے۔

 

1.2 کاولن

Kaolin بنیادی طور پر فائبر گلاس کی پیداوار میں SiO2 اور Al2O3 فراہم کرتا ہے۔ یورپ اور امریکہ میں فائبر گلاس کمپنیاں زیادہ تر فائبر گلاس کے خام مال کے طور پر پائروفلائٹ کے بجائے منتخب یا اعلیٰ-کوالٹی کا استعمال کرتی ہیں۔ میرے ملک میں، کیولن بنیادی طور پر کوئلے کی-سیریز کاولن اور غیر-کول-سیریز کیولن میں تقسیم ہے۔ ہارڈ کاولن، اپنے SiO2 اور Al2O3 مواد کے ساتھ گلاس فائبر کے خام مال کی ضروریات کو پورا کرتا ہے، Fe2O3 اور TiO2 مواد کو فائدہ مند ٹیکنالوجیز جیسے مقناطیسی علیحدگی اور فلوٹیشن کے ذریعے، اور CcalcinOD قدر کو کم کرکے گلاس فائبر کی پیداوار کے لیے ایک مستحکم اور اعلی{13}}معیار کے خام مال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

1.3 کوارٹج ریت

کوارٹز ریت، جسے سلیکا ریت بھی کہا جاتا ہے، بنیادی طور پر سلکان ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل ہے اور شیشے، الیکٹرانکس اور برقی آلات سمیت تقریباً سو صنعتی مصنوعات کے لیے ایک اہم خام مال ہے۔ میرے ملک کے پاس کوارٹج کے وافر وسائل ہیں، جن میں قدرتی کرسٹل، کوارٹج سینڈ اسٹون، کوارٹزائٹ، پاؤڈر کوارٹز، رگ کوارٹج، قدرتی کوارٹج ریت، اور گرینائٹ پیگمیٹائٹ کوارٹز شامل ہیں۔

 

کوارٹز ریت کو زیادہ تر صوبوں اور علاقوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، لیکن اس کے وسائل بکھرے ہوئے ہیں اور بنیادی طور پر چھوٹے اور درمیانے درجے کے علاقوں میں پیدا ہوتے ہیں۔ بڑے گھریلو کوارٹج ریت پیدا کرنے والے علاقوں میں شامل ہیں: صوبہ جیانگ سو میں ڈونگائی اور زینی؛ صوبہ ہوبی میں کیچون؛ انہوئی صوبے میں فینگ یانگ اور بینگبو؛ Guangdong صوبے میں Heyuan; سنکیانگ صوبے میں Zhundong؛ شیڈونگ صوبے میں ینان؛ اور ہیبی صوبے میں لنگشو۔

 

1.4 کیمیائی خام مال

شیشے کے فائبر کی پیداوار میں استعمال ہونے والے اہم کیمیائی خام مال میں بورک ایسڈ اور سوڈا ایش شامل ہیں، جو سائزنگ ایجنٹوں کی تیاری کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ شیشے کے فائبر کی پیداوار میں، سائز سازی کرنے والے ایجنٹ مؤثر طریقے سے فائبر مونو فیلامینٹس کو فلیمینٹس میں جوڑتے ہیں اور ان وائنڈنگ کے دوران انٹر-فلامینٹ چپکنے سے روکتے ہیں۔ وہ مختلف مینوفیکچرنگ مراحل کے دوران ریشوں کو پہننے سے بھی بچاتے ہیں۔ تشکیل شدہ مصنوعات کی مختلف پراسیس کی ضروریات پر منحصر ہے، سائزنگ ایجنٹ ریشوں کو کچھ خاص خصوصیات فراہم کرتے ہیں، جیسے کہ بنڈل ایبلٹی، choppability، اور پھیلاؤ، اور ریشوں اور رال میٹرکس کے درمیان مطابقت اور چپکنے کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

 

2. گلاس فائبر کی تیاری کی ٹیکنالوجی

 

2.1 ٹینک فرنس ڈرائنگ کا طریقہ

ٹینک فرنس ڈرائنگ کا طریقہ فی الحال شیشے کے فائبر کی تیاری کا بنیادی طریقہ ہے۔ یہ طریقہ اعلی درجہ حرارت کی بھٹی میں شیشے کے خام مال کو پگھلا کر پگھلے ہوئے شیشے میں بناتا ہے، اور پھر پگھلے ہوئے شیشے کو ایک غیر محفوظ سوراخ والی پلیٹ کے ذریعے پتلی فلامینٹ میں کھینچتا ہے۔ ٹینک فرنس ڈرائنگ کے طریقے کے فوائد ہیں جیسے اعلی پیداواری کارکردگی، مستحکم مصنوعات کا معیار، اور کم قیمت، اور یہ میرے ملک میں شیشے کی فائبر کی تیاری کی اہم ٹیکنالوجی ہے۔

2.1.1 خام مال کی تیاری

شیشے کے فائبر کے اہم خام مال میں پائروفلائٹ، نایاب زمینی عناصر، کوارٹج ریت، چونا پتھر، ڈولومائٹ، بوروکلسائٹ، اور بورومگنیشیا شامل ہیں۔ ان خام مال کو اپنی پاکیزگی اور معیار کو یقینی بنانے کے لیے سخت اسکریننگ اور پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

2.1.2 پگھلنے کا عمل

خام مال کو ایک خاص تناسب میں ملایا جاتا ہے اور پھر پگھلنے کے لیے بھٹی میں شامل کیا جاتا ہے۔ بھٹی کا درجہ حرارت عام طور پر 1500 ڈگری اور 1600 ڈگری کے درمیان ہوتا ہے۔ پگھلے ہوئے شیشے کی یکسانیت کو یقینی بنانے کے لیے پگھلنے کے عمل کے دوران مسلسل ہلچل کی ضرورت ہوتی ہے۔

2.1.3 فائبر ڈرائنگ کا عمل

فائبر ڈرائنگ کا عمل گلاس فائبر کی پیداوار میں ایک اہم مرحلہ ہے، جو براہ راست حتمی فائبر کی جسمانی خصوصیات، مکینیکل خصوصیات اور پیداواری کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ پگھلا ہوا شیشہ بھٹی سے باہر نکلنے کے بعد، اسے سوراخ شدہ سٹینسل کے ذریعے باریک تاروں میں کھینچا جاتا ہے۔ اسٹینسل میں یپرچر اور سوراخوں کی تعداد کا انتخاب شیشے کے فائبر کے مطلوبہ قطر اور آؤٹ پٹ کے مطابق کیا جاتا ہے۔ گلاس فائبر کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے فائبر ڈرائنگ کے عمل کے دوران درجہ حرارت، رفتار اور دیگر پیرامیٹرز کو احتیاط سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ پروسیسنگ کے دوران گردش کی رفتار کا گلاس فائبر کی لمبائی پر سب سے زیادہ اثر پڑتا ہے، اس کے بعد سلری ماس فریکشن اور پروسیسنگ کا وقت ہوتا ہے، ان کا اثر نسبتاً قریب ہوتا ہے۔

2.1.4 گھومنے کا عمل

گلاس فائبر کی پیداوار میں گھماؤ کا عمل حتمی فائبر مصنوعات کی میکانکی خصوصیات اور عمل کے استحکام کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ خام تنت کو، ابتدائی ٹوئسٹر کے ذریعے پروسیس کیے جانے کے بعد، بُنائی کے بعد کے عمل کو آسان بنانے کے لیے ایک ہی اسٹرینڈ میں کم-مروڑ کی خصوصیت حاصل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہٰذا، ابتدائی ٹویسٹر پیرامیٹرز کا درست کنٹرول، بشمول موڑ، تناؤ، اور سمیٹنے کی رفتار، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہے کہ حاصل شدہ سوت میں مطلوبہ کم-موڑ کی خصوصیات ہوں۔

2.2 کروسیبل ڈرائنگ کا طریقہ

کروسیبل ڈرائنگ کا طریقہ شیشے کے ریشوں کی تیاری کا ایک روایتی طریقہ ہے۔ اس طریقہ کار میں شیشے کے خام مال کو ایک کروسیبل میں رکھنا، اسے زیادہ درجہ حرارت پر پگھلے ہوئے شیشے میں پگھلانا، اور پھر پگھلے ہوئے شیشے کو دستی یا میکانکی طور پر باریک تاروں میں کھینچنا شامل ہے۔ کروسیبل ڈرائنگ کے طریقہ کار کے فوائد ہیں جیسے کہ سادہ سامان اور کم سرمایہ کاری، لیکن اس کی کم پیداواری کارکردگی اور غیر مستحکم پروڈکٹ کے معیار نے بڑے پیمانے پر گلاس فائبر مینوفیکچررز کی طرف سے اسے بڑے پیمانے پر ختم کر دیا ہے۔

2.2.1 خام مال کی تیاری

ٹینک فرنس ڈرائنگ کے طریقے کی طرح، کروسیبل ڈرائنگ کے طریقہ کار کے خام مال کو بھی سخت اسکریننگ اور پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک بیچ تیار کرنے کے لیے پائروفلائٹ، کوارٹج ریت، چونا پتھر، بوروسیلیٹ، سوڈا ایش، اور دیگر معدنی خام مال کو ایک خاص تناسب میں ملانے کی ضرورت ہے۔

2.2.2 پگھلنے کا عمل

مندرجہ بالا خام مال کو ایک کروسیبل میں رکھا جاتا ہے اور ایک اعلی-درجہ حرارت والی بھٹی میں پگھلا دیا جاتا ہے۔ پگھلنے کے دوران مسلسل ہلچل کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ پگھلے ہوئے شیشے کو الگ ہونے سے روکا جا سکے۔

2.2.3 ڈرائنگ کا عمل

ڈرائنگ کا عمل دستی یا میکانکی طور پر کیا جا سکتا ہے۔ میکانکی طور پر پگھلا ہوا شیشہ نچلے سوراخ کرنے والے سے کھینچا جاتا ہے، جس سے بوندیں بنتی ہیں۔ ان بوندوں کو نیچے کی طرف رہنمائی کی جاتی ہے، مضبوط ہونے کی اجازت دی جاتی ہے، اور پھر ایک ساتھ بنڈل کیا جاتا ہے اور بنڈل ریشوں کو حاصل کرنے کے لیے یکساں طور پر گھومنے والے سمیٹنے والے ڈرم پر زخم لگایا جاتا ہے۔ سمیٹنے والے ڈرم کی گردش کی رفتار گلاس فائبر کے قطر کا تعین کرتی ہے۔ اگر ایک ہول پرفوریٹر استعمال کیا جائے تو مونوفیلمنٹ فائبر حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ شیشے کے ریشوں کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے ڈرائنگ کے عمل کے دوران درجہ حرارت، رفتار اور دیگر پیرامیٹرز کو احتیاط سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔

3. گلاس فائبر کی خصوصیات

3.1 اعلی طاقت

شیشے کے فائبر کی طاقت عام شیشے سے کہیں زیادہ ہوتی ہے، جس میں تناؤ کی طاقت 1000 MPa سے زیادہ ہوتی ہے۔ یہ ایک بہترین ساختی مواد ہے، بہت سی دھاتوں کو پیچھے چھوڑتا ہے۔ یہ شیشے کے ریشہ کو تقویت یافتہ جامع مواد میں زیادہ تناؤ کو برداشت کرنے کی اجازت دیتا ہے، طاقت اور سختی دونوں کو بہتر بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، آٹوموبائل مینوفیکچرنگ میں، شیشے کے فائبر سے تقویت یافتہ پلاسٹک دھات کے کچھ حصوں کی جگہ لے سکتا ہے، ساختی طاقت کو برقرار رکھتے ہوئے گاڑی کا وزن کم کر سکتا ہے۔

3.2 سنکنرن مزاحمت

گلاس فائبر بہترین سنکنرن مزاحمت رکھتا ہے، جو تیزاب، الکلیس اور نمکیات جیسے سخت ماحول میں طویل مدتی-استعمال کے قابل بناتا ہے۔ یہ اسے سخت حالات میں بھی مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے، مصنوعات کی عمر کو بڑھاتا ہے۔ کیمیائی اور ماحولیاتی شعبوں میں، گلاس فائبر کی مصنوعات، جیسے پائپ اور اسٹوریج ٹینک، مختلف سنکنرن میڈیا کو برداشت کر سکتے ہیں، پیداوار کے عمل کی حفاظت اور استحکام کو یقینی بناتے ہیں.

3.3 اچھی موصلیت

گلاس فائبر ایک بہترین موصل مواد ہے جس میں اعلی مزاحمت اور ڈائی الیکٹرک طاقت ہے۔ اس سے یہ برقی اور الیکٹرانک شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، جیسے تاروں اور کیبلز کے لیے موصلیت کی تہوں کی تیاری میں، اور الیکٹرانک اجزاء کے لیے انکیپسولیشن مواد کے طور پر. 3.4 حرارت کی مزاحمت: گلاس فائبر اعلی حرارت کے خلاف مزاحمت رکھتا ہے، درجہ حرارت کی ایک مخصوص حد کے اندر مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے۔ عام طور پر، اس کا طویل-آپریٹنگ درجہ حرارت 200-300 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے، اور اس کا قلیل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت اس سے بھی زیادہ ہو سکتا ہے۔

اعلی-درجہ حرارت والے ماحول، جیسے ایرو-انجن اور صنعتی بھٹیوں میں، شیشے کے فائبر سے مضبوط کمپوزٹ کچھ دھاتی مواد کی جگہ لے سکتے ہیں، جو اعلی-درجہ حرارت کے کام کرنے والے حالات کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔

3.5 ہلکا پھلکا

گلاس فائبر کی کثافت کم ہوتی ہے، تقریباً 2.5-2.7 g/cm³، سٹیل سے بہت ہلکا۔ یہ گلاس فائبر کو اسی حجم کے لیے وزن میں ہلکا بناتا ہے، جو پروڈکٹ کے وزن کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے اور نقل و حمل اور نقل و حمل کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

مثال کے طور پر، ایرو اسپیس کے میدان میں، گلاس فائبر سے تقویت یافتہ مرکبات کا استعمال ہوائی جہاز کے وزن کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، ایندھن کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور پرواز کی کارکردگی کو بڑھا سکتا ہے۔