炭素繊維の用途

炭素繊維の主な目的は、樹脂、金属、セラミックスおよびその他のマトリックスと複合して構造材料を製造することです。炭素繊維強化エポキシ樹脂複合材料は、既存の構造材料の中で比強度と比弾性率の総合的な指標が最も優れています。炭素繊維複合材料は、密度、剛性、重量、疲労特性に関する厳しい要件があり、高温と高い化学的安定性が要求される分野で利点があります。

炭素繊維は、1950年代初頭にロケット、航空宇宙、航空などの最先端の科学技術のニーズに応えて生産され、現在ではスポーツ用品、繊維、化学機械、医療分野などで広く使用されています。新材料の技術的性能に対する最先端技術の要求がますます厳しくなっているため、科学技術関係者は継続的に改善することが奨励されています。1980年代初頭、高性能、超高性能の炭素繊維が次々に登場。これはもう一つの技術的飛躍であり、炭素繊維の研究と生産が高度な段階に入ったことも示しました。

カーボンファイバーとエポキシ樹脂からなる複合材料は、比重が小さく、剛性が高く、強度が高いため、最先端の航空宇宙材料として利用されています。宇宙船の重量が1kg軽くなるので、打ち上げロケットは500kg軽量化できます。そのため、航空宇宙産業では先進的な複合材料の採用が急いでいます。炭素繊維複合材料が機体重量の1/4、翼重量の1/3を占めた垂直離着陸戦闘機がある。報告書によると、米国のスペースシャトルに搭載されている 3 基のロケットスラスターと先進的な MX ミサイル発射管の主要コンポーネントはすべて、先進的な炭素繊維複合材料で作られています。

現在のF1（フォーミュラワン世界選手権）車では、ボディ構造のほとんどがカーボンファイバー素材で作られています。トップスポーツカーの大きなセールスポイントは、空力と構造強度を向上させるためにボディ全体にカーボンファイバーを使用していることでもある。

炭素繊維は布、フェルト、マット、ベルト、紙などに加工できます。従来の用途では、炭素繊維は断熱材として以外に単独で使用されることは一般的ではありません。主に樹脂、金属、セラミックス、コンクリートなどの材料に補強材として添加して複合材料を形成します。炭素繊維強化複合材料は、航空機の構造材、電磁波シールド材、人工靱帯などの身体代替材料として、また、ロケット弾、モーターボート、産業用ロボット、自動車用板バネ、ドライブシャフトなどの製造に使用されます。