炭素繊維
僕は卓球でカーボン入りのラケットを使っているのですが、このカーボンというのが炭素繊維の事です。
炭素繊維は、アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に高温で炭化して作った繊維です。
JIS規格では有機繊維のプレカーサーを加熱炭素化処理して得られる、質量比で90%以上が炭素で構成される繊維と規定されています。
アクリル繊維を使った炭素繊維はPAN系、ピッチを使った炭素繊維はピッチ系と区分されています。
炭素繊維を単独の材料として利用することは少なく、主に合成樹脂などの母材と組み合わせた複合材料として用いられます。
炭素繊維を用いた複合材料としては炭素繊維強化プラスチック、炭素繊維強化炭素複合材料などがあります。
炭素繊維の長所は軽くて強いです。
鉄と比較すると比重で1/4、比強度で10倍、比弾性率が7倍あります。
その他にも、耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性に優れています。
短所としては、製造コストの高さ、加工の難しさ、リサイクルの難しさが挙げられます。
又、素材自体が異方性を持ち、どういった形で積層するか、また、損傷を受けた場合の破損の判断が難しく、クリティカルな状況での使用は細心の注意が必要です。
ちなみにこの繊維はロケットや人工衛星にも使われているらしいです!
結構優れた繊維なんですね!