エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2010年10月08日

カテゴリ : ローコストオートメーションと材料

第468回 軽量化技術-8:材料置換の軽量化技術:炭素繊維について

 CFRP炭素繊維強化プラスチックに使用される炭素繊維について解説します。

(1)炭素繊維について

・炭素繊維はアクリル樹脂や石油等から生産されたピッチ材の有機物を繊維化した後に熱処理して作られた「微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素物質」です。

・生産量、品質ともに日本がNO.1の素材です。

・炭素繊維自体が単独で使用されることはほとんどありません。

・機械的特性:高比強度、高比弾性率と素材特性の低密度、低熱膨張率、耐熱性、化学的安定性、自己潤滑性の特徴により用途が広がっています。
*アマチュア野球用バット
*「はやぶさ」で人気沸騰した人工衛星の構造部材
*競争用自転車やスキー用部材
*エネルギー分野では大型風力発電機用の風車(ブレード)
*電気自動車の電池用電極部材
*自動車の軽量化用構造材・高機能部材
*高速鉄道用巣車両
*産業機器では導電性、静電気防止、電磁波シールド機能を持つ筐体部材
*プラスチックの軽薄化が必要なカメラボディやレンズ筐体
*医療分野ではX線透過性を利用したレントゲン機器用部材や軽量高強度な車椅子など福祉機器

【図1】金属と炭素繊維強化樹脂の比強度、比弾性率の比較

【図2】炭素繊維の電子顕微鏡写真

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