①炭素繊維って何?

 

ポリアクリル二トル樹脂や石油、石炭からとれるピッチ等を繊維化した後、

特殊な熱処理工程を経て作られる「微細なグラファイト結晶構造をもつ繊維状の炭素物質」

のことを指します。

※ピッチ(コールータール・原油などの蒸留残渣のこと) グラファイト結晶(炭素からなる元素鉱物)

 


 

②炭素繊維の種類

 

Ⅰ)PAN系炭素繊維・・・・・アクリル繊維を炭素化して得られるもので、高強度・高弾性率の性能を持つ繊維です。

一般に構造材料向け用途に使われています。

 

Ⅱ)ピッチ系炭素繊維・・・・石油・石炭系ピッチを炭素化して得られるもので、製造の諸条件で、

高強度・高弾性率の性質を持つものもあります。

又、熱伝導率や導電性の優れた性質をもち、それらの性質を活かして

様々な用途に使われています。

 


 

③特徴・性質

 

「軽くて・強く・腐食しない」炭素繊維は、軽くて優れた視界的な性質(高比強度、高比弾性率等)と

炭素質からくる優れた特性(導電性、耐熱性・低熱膨張率、化学安定性、自己潤

滑性、高熱伝導性、生体親和性等)を併せ持つ為、いろいろな用途に幅広く使われています。

 

1.  比強度・比弾性率が高い        6.  披露クリープ性が良い

2. 耐熱酸化性が高い             7.  X線透過性がある

3. 導電性・電波遮蔽性がある        8.  振動減衰性に優れる

4.  耐薬品性・耐食性に優れる         9.  耐摩擦性がある

5.  寸法安定性が良好             10. 生体親和性が大きい

 


 

④炭素繊維の応用事例

 

・炭素繊維とマトリックスの樹脂より構成される複合材料として、多様な性質が得られます。

樹脂は、主にエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化樹脂、ナイロン、

ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が使われています。

 

・阪神淡路大震災がきっかけとなって、土木・建築の耐震補強を目的とする

炭素繊維強化複合材料の需要が本格的になってきました。

主に、既存の道路橋脚や床板、トンネルの補強材として多く使われています。

また、電波障害対策としての需要も高まってきています。

 

・炭素繊維の特徴の一つである生体親和性を利用して、

炭素繊維の表面に微生物を固着させ、その分解消化作用によって河川や池の水質を浄化させます。

 

・炭素繊維クロス(織物)においては、樹脂補強用強化材、

CFRP又はCFRTPの形態で航空宇宙機器、スポーツ用具、工業用途として使用されています。

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