— 炭素繊維強化ポリマーの驚くべき能力。
カーボンファイバー強化ポリマー複合材 (CFRP) は軽量で強度のある素材で、日常生活で使用される多くの製品の製造に使用されています。これは、繊維強化を表すために使用される用語です。複合材料カーボンファイバーを主要な構造部品として使用しています。CFRPの「P」は、「ポリマー」の代わりに「プラスチック」を表す場合もあります。
一般的にCFRPコンポジットはエポキシなどの熱硬化性樹脂を使用し、ポリエステル、またはビニルエステル.それでも熱可塑性樹脂「炭素繊維強化熱可塑性複合材料」は、CFRP 複合材料で使用されることが多く、独自の頭字語である CFRTP 複合材料と呼ばれます。
複合材を扱う場合、または複合材業界で作業する場合、用語と頭字語を理解することが重要です。さらに重要なことは、FRP複合材の特性カーボンファイバーなどのさまざまな補強の機能。
CFRP複合材料の特性
炭素繊維で強化された複合材料は、グラスファイバーやアラミド繊維.有利な CFRP 複合材の特性には、次のようなものがあります。
軽量:伝統的なグラスファイバー強化複合材70% ガラス (ガラスの重量 / 総重量) の繊維を含む連続ガラス繊維を使用すると、通常、密度は立方インチあたり 0.065 ポンドになります。
一方、同じ繊維重量が 70% の CFRP 複合材の密度は、通常、1 立方インチあたり 0.055 ポンドです。
強度の向上:炭素繊維複合材は軽量であるだけでなく、CFRP 複合材は単位重量あたりの強度と剛性が大幅に向上しています。これは、炭素繊維複合材料をガラス繊維と比較した場合に当てはまりますが、金属と比較した場合はなおさらです。
たとえば、鋼と CFRP 複合材料を比較する際の適切な経験則は、同じ強度の炭素繊維構造の重量が鋼の 1/5 になることが多いということです。自動車会社がスチールの代わりに炭素繊維を使用することを検討している理由は想像できます。
CFRP 複合材料を、使用される最も軽い金属の 1 つであるアルミニウムと比較する場合、標準的な仮定では、同じ強度のアルミニウム構造は、炭素繊維構造の 1.5 倍の重量になる可能性が高いということです。
もちろん、この比較を変える可能性のある多くの変数があります。材料の等級と品質は異なる場合があり、複合材料では、製造プロセス、ファイバー アーキテクチャ、および品質を考慮する必要があります。
CFRP複合材の欠点
料金：素晴らしい素材ですが、カーボンファイバーがすべての用途に使用されていないのには理由があります。現時点では、CFRP 複合材は多くの場合、法外な費用がかかります。現在の市場状況 (需要と供給)、炭素繊維の種類 (航空宇宙と商用グレード)、および繊維トウのサイズに応じて、炭素繊維の価格は劇的に変化する可能性があります。
ポンド当たりの価格ベースでの未加工の炭素繊維は、ガラス繊維よりも 5 倍から 25 倍高価になる可能性があります。鋼と CFRP 複合材を比較すると、この差はさらに大きくなります。
導電率:これは、用途によっては、炭素繊維複合材の利点にもなり、欠点にもなります。カーボンファイバーは非常に導電性が高く、グラスファイバーは絶縁性があります。多くのアプリケーションはグラスファイバーを使用、厳密には導電性のため、炭素繊維または金属を使用することはできません。
たとえば、公益産業では、多くの製品でガラス繊維を使用する必要があります。はしごがはしごレールとしてグラスファイバーを使用する理由の1つでもあります。ガラス繊維のはしごが電力線に接触した場合、感電死の可能性ははるかに低くなります。これは、CFRP はしごの場合には当てはまりません。
CFRP 複合材料のコストは依然として高いままですが、製造における新しい技術の進歩により、より費用対効果の高い製品が可能になり続けています。願わくば、私たちが生きているうちに、消費者向け、産業用、および自動車用の幅広い用途で使用される費用対効果の高い炭素繊維が見られるようになることを願っています.
投稿時間: 10-02-23