使用される幅広い炭素繊維

July 19, 2023

使用される幅広い炭素繊維

炭素繊維に関しては、多くの人が奇妙で馴染みがあると感じるでしょう。よく知られているのは、炭素繊維の材料がどこでも聞くことができるということですが、なじみのないのは炭素繊維の特定の用途であり、一度に言うのは難しいことです。

実際、複合材料の大家族では、繊維強化材料は常に注意の焦点でした。ガラス繊維強化プラスチック複合材の出現がガラス繊維と有機樹脂、炭素繊維、セラミック繊維、ホウ素繊維強化複合材料が成功裏に開発されたため、特性は継続的に改善され、炭素繊維の適用が拡張されました。

炭素繊維とは何ですか？
炭素繊維は、一連の熱処理を通じて有機繊維から変換され、炭素含有量を伴う無機高性能繊維は90％を超え、炭素材料の優れた機械的特性と固有の特性を備えた新しい材料です。また、繊維繊維の柔らかい加工性も備えており、新世代の強化繊維材料です。
一般的な用語では、炭素繊維は、通常の繊維強化プラスチックの炭化によって構築された新しい複合材料です。

02炭素繊維の特性。
この素材の6つまたは7つのピースが結び付けられて、髪のように薄くなります。
それは非常に素晴らしい材料であるため、その比重は1x4未満の鋼ですが、その硬度は鋼の8倍または9倍であり、自由に変形することができます。
炭素繊維樹脂複合材料の引張強度は一般に3500mpaよりも高く、鋼の7〜9倍であり、23000〜43000mpaの引張弾性弾性率も鋼の弾性モジュールよりも高くなっています。

炭素繊維には、高温抵抗、摩擦抵抗、電気伝導率、熱伝導率、腐食抵抗などの一般的な炭素材料の特性がありますが、通常の炭素材料とは異なります。ファブリック。繊維軸に沿って高い強度を示します。

この材料の大規模な使用に対する主な制約は、その過度に複雑な技術プロセスと価格を引き上げる原材料によるものであり、材料は良好ですが、致命的な欠陥炭素繊維も十分です。

これにより、スポーツカーの炭素繊維部品のように、すでに高価な炭素繊維の作成が芸術作品のように壊れやすくなり、損傷は取り返しがつかず、完全なセットでのみ置き換えることができます。

03炭素繊維の適用。
炭素繊維の主な使用は、樹脂、金属、セラミック、その他の基質と複合することにより、構造材料を作ることです。

炭素繊維強化エポキシ樹脂複合材料の特定の強度と特定のモジュラスの包括的な指標は、既存の構造材料の中で最も高いものです。

炭素繊維複合材料は、密度、剛性、体重、疲労の特性などの厳格な要件を備えたフィールドに利点があり、高温と高化学物質の安定性が必要な状況が必要です。

炭素繊維は、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を満たすために1950年代初頭に生産され、スポーツ用品、繊維、化学機械、医療分野でも広く使用されています。

新しい材料の技術的パフォーマンスに関する最先端のテクノロジーの要件がますます厳しくなるため、科学的および技術労働者は継続的な努力をするように促されています。

1980年代初頭、高性能および超高性能の炭素繊維が次々と登場しました。これは技術の別の飛躍ですが、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ています。

炭素繊維とエポキシ樹脂で構成される複合材料は、その低い重力、良好な剛性、高強度のため、一種の高度な航空宇宙材料になりました。

宇宙船の重量を1 kg減らすごとに、発射車両は500 kg減少する可能性があるためです。

したがって、高度な複合材料が航空宇宙産業で使用されています。垂直の離陸および着陸戦闘機があり、航空機の重量の1x4と翼の重量3を占める炭素繊維複合材料を使用しています。
今日、航空宇宙の分野での主な用途はまだ産業用航空機の分野にあります。一方では、航空機を損傷するのは簡単ではありません。一方、航空機の損傷は全体として交換する必要があります。、そしてその軽量と高い硬度がフルプレーに持ち込まれました。
F1（World F1チャンピオンシップ）では、ボディ構造のほとんどは炭素繊維で作られています。
トップスポーツカーのセールスポイントの1つは、空力と構造の強さを改善するために、全身全体に炭素繊維を使用することです。
スポーツカーの内部と同様に、コックピットは一般に炭素繊維で作られています。たとえ車に大きな事故がある場合でも、一般的なシェルが損傷し、コックピットをそのままに保つことができます。