「カーボン」と「カーボンファイバー」の違いは?
CFRP
- 「カーボン」と「カーボンファイバー」の違いは?
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カーボンとは元素としての炭素のことを言います。炭や工業原料として使われるススなどのことです。 黒鉛やダイヤモンドの原料も炭であることは有名ですね。硬度や密度、色などによってその呼ばれ方が違ってきます。 工業原料のススは炭素の微粒子となり、ゴムとの相性のよさから補強材としてタイヤに使用されたり、塗料や印刷インクとしてコピー機のトナーにも使用されています。 黒鉛・石墨はグラファイトと称され、下記の「マテリアル一覧表」でカーボンファイバーとの特性の違いがわかると思います。
一方、カーボンファイバーとは、炭素繊維のことを言います。その優れた強度を持つ特性と軽さからロケットや航空機、F1パーツなどに幅広く使用されています。 最近では、X線透過率の良さを活かし、医療分野で使用されるケースや熱膨張係数の低さ・振動減衰率の高さから工業用途に使用されるケースが増えてきています。 炭素繊維にはPAN系とピッチ系の2種類に分けられます。
※これら2種類を使って繊維の方向等を決め、要求する数値に近づける製品を作り上げていきます。
- 【PAN系】
- アクリル繊維を使った繊維
- 【ピッチ系】
- 石油・石炭等の副生成物を原料に高温で炭化して作った繊維
CFRP、GFRPなどマテリアル一覧表
| 素材 | 比重 | 引張 強さ Mpa |
引張 弾性率 Gpa |
曲げ 強さ Mpa |
曲げ 弾性率 Gpa |
線膨張 係数 10^-6℃ |
熱伝導率 Kcal/mh℃ |
体積低効率 Ωcm |
連続使用 温度 ガラス 転移点℃ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CFRP 高強度繊維 (1方向) PAN系 |
1.5 | 1570 ~ 4410 |
118 ~ 147 |
1270 ~ 1960 |
88 ~ 127 |
0.2 ~ 0.4 |
3.0 ~ 3.5 |
4x10^-5 | 120 ~ 200 |
| CFRP 高剛性 (1方向) ピッチ系 |
1.7 | 1470 ~ 1960 |
235 ~ 480 |
590 ~ 1180 |
147 ~ 412 |
-0.8 ~ -0.3 |
4 ~ 5 |
2x10^-5 | 120 ~ 200 |
| GFRP ガラス繊維 (1方向) Vf.60 |
2 | 1080 | 44 | 1120 | 44 | 7 | 0.24 ~ 0.28 |
1x10^15 | 120 ~ 200 |
| アルミニウム A5052 |
2.7 | 245 | 70 | --- | --- | 23.6 | 100 | 2.65x10^-6 | 250 |
| ステンレス SUS304 |
7.9 | 588 | 206 | --- | --- | 17.5 | 12.9 | 4.45x10^-6 | 600 |
| チタン 6AL4V |
4.5 | 98 | 118 | --- | --- | 8.2 | 6.8 | 72x10^-6 | 350 |
| グラファイト | 1.6 ~ 1.7 |
2060 ~ 5400 |
9 ~ 12 |
21 ~ 88 |
92 ~ 136 |
3 ~ 4.2 |
81 ~ 128 |
0.9 ~ 2.2 |
--- |
| C/C コンポジット |
1.45 ~ 1.75 |
49 ~ 80 |
9293 | 118 ~ 412 |
17 ~ 127 |
0.5 ~ 0.6 |
3 ~ 5 |
260 ~ 290 |
3000 |


