पीईईके कंपोजिट सामग्री, अपने व्यापक प्रदर्शन लाभों जैसे हल्के वजन, उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और स्व-स्नेहन का लाभ उठाते हुए, स्टील को प्लास्टिक से बदलने की प्रवृत्ति के तहत कई उच्च मूल्य वर्धित क्षेत्रों में पारंपरिक धातु सामग्री के स्थान पर व्यापक रूप से उपयोग की जा रही है। निम्नलिखित में उनके मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्यों की रूपरेखा दी गई है:
I. एयरोस्पेस
अनुप्रयोग मूल्य: ईंधन की बचत और भार वहन क्षमता को बेहतर बनाने के लिए इसे बेहद हल्का बनाया गया है, साथ ही यह अत्यधिक तापमान, कंपन और रासायनिक क्षरण का सामना करने में भी सक्षम है।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य: विमान के संरचनात्मक पुर्जे: फेयरिंग, विंग लीडिंग एज, व्हील हब कवर, ब्रैकेट, पाइप क्लैंप, डोर सपोर्ट आदि में एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करने से वजन 20%-40% तक कम हो सकता है (उदाहरण के लिए, बोइंग 787, एयरबस ए350)।
इंजन के घटक: इम्पेलर, सीलिंग रिंग, गैस्केट, वायर हार्नेस क्लैंप, नट आदि, जो उच्च तापमान प्रतिरोध और वजन में कमी प्रदान करते हैं।
आंतरिक भाग: सीट फ्रेम, साइडवॉल पैनल आदि, जो अग्निरोधक और सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करते हों।
रॉकेट और उपग्रह: बैटरी ट्रे, फास्टनर और अन्य संरचनात्मक भाग, जो अंतरिक्ष के कठोर वातावरण की मांगों को पूरा करते हैं।
द्वितीय. नई ऊर्जा वाहन
अनुप्रयोग मूल्य:इलेक्ट्रिक वाहनों की रेंज बढ़ाने के लिए उनके वजन को कम करना, उच्च वोल्टेज फास्ट चार्जिंग और उच्च तापमान की स्थितियों में विश्वसनीयता और इन्सुलेशन संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करना।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य:
पॉवरट्रेन सिस्टम: इंजन कवर, बियरिंग, सील, टर्बोचार्जर ब्लेड, वैक्यूम पंप ब्लेड (पारंपरिक वाहन); मोटर बियरिंग, 800V उच्च-वोल्टेज मोटर इनेमल्ड वायर (नई ऊर्जा वाहन)।
संचरण एवं ब्रेकिंग: क्लच गियर रिंग, गियर, एबीएस ब्रेक वाल्व, सीलिंग रिंग।
बैटरी सिस्टम: बैटरी पैक इन्सुलेशन सामग्री (उदाहरण के लिए, बीवाईडी ब्लेड बैटरी एप्लिकेशन ने मॉड्यूल वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व को 18% तक बढ़ा दिया), सील।
अन्य: स्टीयरिंग सिस्टम के घटक, बुशिंग, इलेक्ट्रिक सीट गियर, विभिन्न मानक पुर्जे।
तृतीय. चिकित्सा एवं स्वास्थ्य सेवा
अनुप्रयोग मूल्य: उत्कृष्ट जैव अनुकूलता, मानव हड्डी के समान लोचदार मापांक, कोई धातु कलाकृतियाँ नहीं, अनुकूलन योग्य।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य:प्रत्यारोपण: कृत्रिम जोड़ (कूल्हे, घुटने), रीढ़ की हड्डी के संलयन पिंजरे, कपाल मरम्मत प्लेटें, पसली कृत्रिम अंग आदि, जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं जैसी चिकित्सा धातुओं की जगह तेजी से ले रहे हैं। शल्य चिकित्सा उपकरण: 134°C पर उच्च दबाव वाली भाप से 3000 से अधिक बार नसबंदी की प्रक्रिया सहन कर सकते हैं, इनका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले पुन: प्रयोज्य उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।
चतुर्थ. औद्योगिक एवं ऊर्जा
अनुप्रयोग मूल्य: संक्षारण-प्रतिरोधी, घिसाव-प्रतिरोधी, स्व-चिकनाईयुक्त, कठोर औद्योगिक वातावरण के लिए उपयुक्त, स्नेहक संदूषण से बचाव करता है।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य:
तेल और गैस: सीलिंग रिंग, वाल्व प्लेट, लाइनर, पीटीएफई का प्रतिस्थापन, उच्च तापमान और दबाव में इसके आसानी से घिसने और ठंडे प्रवाह की समस्याओं का निवारण।
रासायनिक पंप और वाल्व: रासायनिक संक्षारण प्रतिरोधी वाल्व, पंप बॉडी, बियरिंग, सील।
पवन एवं सौर ऊर्जा: पवन टरबाइन बियरिंग, फोटोवोल्टाइक पैनल कैसेट आदि, जो कठोर वातावरण में सेवा जीवन को बढ़ाते हैं।
V. इलेक्ट्रॉनिक्स सूचना एवं सेमीकंडक्टर विनिर्माण
अनुप्रयोग मूल्य:उच्च शुद्धता, उच्च तापमान प्रतिरोध, कम गैस उत्सर्जन, आयामी स्थिरता, उच्च परिशुद्धता प्रक्रिया उपज सुनिश्चित करती है।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य:
सेमीकंडक्टर निर्माण: सीएमपी रिटेनिंग रिंग, वेफर कैरियर, चक, सेलेक्टिव प्लेटिंग रिंग आदि 260°C के उच्च तापमान और प्लाज्मा संक्षारण का सामना कर सकते हैं, जिससे लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित होती है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: मोबाइल फोन के अंतर्निर्मित एंटेना (एलसीपी/पीआई के स्थान पर), स्पीकर कंपन डायाफ्राम, कनेक्टर आदि, जो कम नमी अवशोषण और स्थिर विद्युत प्रदर्शन का लाभ उठाते हैं।
छठी. उभरते क्षेत्र:
रोबोटिक्स और निम्न-ऊंचाई अर्थव्यवस्था
अनुप्रयोग मूल्य:गति प्रदर्शन और सहनशक्ति में सुधार के लिए हल्के, उच्च शक्ति वाले, कम शोर वाले प्रमुख पदार्थ।
प्रतिस्थापित घटक/परिदृश्य:
ह्यूमनॉइड रोबोट: जॉइंट स्केलेटन, गियर, बेयरिंग, हार्मोनिक रिड्यूसर फ्लेक्सस्प्लाइन/रिजिड व्हील और अन्य ट्रांसमिशन कंपोनेंट (उदाहरण के लिए, टेस्ला ऑप्टिमस एप्लिकेशन ने वजन को 10 किलोग्राम तक कम कर दिया)।
ड्रोन/ईवीटीओएल: प्रोपेलर/ब्लेड, धड़ के संरचनात्मक भाग, भुजाएँ आदि में पीईईके कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग करके वजन में अत्यधिक कमी और उच्च शक्ति प्राप्त की जाती है।
सारांश
धातुओं के स्थान पर पीईईके कंपोजिट के उपयोग का मूल कारण प्रदर्शन संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करना या उनसे भी आगे निकलना है, साथ ही साथ उल्लेखनीय रूप से हल्कापन, संक्षारण प्रतिरोध और कार्यात्मक एकीकरण प्राप्त करना है। इनके अनुप्रयोग एयरोस्पेस और चिकित्सा जैसे उच्च-स्तरीय क्षेत्रों से लेकर नई ऊर्जा वाहनों, सेमीकंडक्टर और रोबोटिक्स जैसे रणनीतिक उभरते उद्योगों तक तेजी से फैल रहे हैं, जो अपार बाजार क्षमता को दर्शाते हैं। कार्बन फाइबर-प्रबलित पीईईके कंपोजिट विशिष्ट शक्ति, कठोरता और थकान प्रतिरोध में और भी अधिक सफलता प्राप्त करते हैं, जिससे ये उच्च-स्तरीय धातुओं (जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु) के प्रतिस्थापन के लिए एक आदर्श विकल्प बन जाते हैं।
