炭素繊維の分類と各種炭素繊維の適用範囲

炭素含有量が90％を超える無機ポリマー繊維。 炭素含有量は黒鉛繊維の99 %%より高い。 炭素繊維の軸強度と弾性率は高く、クリープがなく、耐疲労性に優れ、非金属と金属との間の熱伝導率が小さく、熱膨張係数が小さく、耐腐食性、繊維密度が低く、X線透過性が良い。 しかし、耐衝撃性が悪く、損傷しやすく、強酸の影響で酸化し、金属炭化、浸炭、電気化学的腐食現象が起こると金属複合体が発生する。 従って、使用前に炭素繊維の表面処理が必要である。 炭素繊維は、フィラメント、短繊維およびステープルファイバーに分割された状態に応じて、炭化処理によってポリアクリロニトリル繊維、アスファルト繊維、ビスコース絹またはフェノール繊維を別々に使用することができます。 一般的な高性能タイプの機械的特性に応じて。 汎用炭素繊維の強度は1000MPAであり、弾性率は約100GPaである。 高性能炭素繊維は、高強度タイプ（強度2000MPa、弾性率250GPa）と高級モデル（300GPa以上のモジュラス）に分かれています。 強度は超高強度タイプとしても知られている4000MPa以上です。 弾性率は、Hyperモデルと呼ばれる450GPaよりも大きい。 航空宇宙および航空宇宙産業の発展に伴い、炭素繊維の高強度および伸びが2％以上の伸びで現れました。 最大量はポリアクリロニトリル系炭素繊維です。 炭素繊維は、織物、マット、マット、ベルト、紙および他の材料に加工することができる。 炭素繊維は、樹脂、金属、セラミック、コンクリートおよび他の材料に添加されて複合材料を形成する補強材料として、一般に単独ではない絶縁材料に加えて使用される。 炭素繊維強化複合材料は、航空機の構造材料、電磁波遮蔽材料、人工靭帯およびその他の物理的置換材料、ならびにロケットシェル、移動ボート、産業用ロボット、自動車板ばねおよび駆動シャフトの製造に使用することができる。 炭素繊維は、材料や製造方法が異なるため、主にポリアクリロニトリル（PAN）系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とに分けられる。 炭素繊維製品には、パン系炭素繊維（高強度）およびピッチ系炭素繊維（高弾性）が含まれる。 異なるタイプの樹脂はまた、それらが基材被覆樹脂のようなコンクリートへの良好な浸透効果、およびエポキシ樹脂のような炭素繊維シートおよびコンクリート構造体への接着を確実にすることができる。 炭素繊維シート自体に頼るだけでは、強力な機械的性質と優れた耐久性を発揮することができず、エポキシ樹脂で被覆された炭素繊維シートを介して補強コンクリート構造の表面に密着し、補強の目的。 したがって、エポキシ樹脂の性能は最も重要な鍵の1つです。 エポキシ樹脂は異なるタイプのために異なる特性を有し、様々な部品の異なる要求に適応する。 例えば、基材被覆樹脂はコンクリートの良好な浸透効果を有し、コンクリートの深さに浸透することができ、 CFRPで被覆されたエポキシ樹脂は、炭素繊維シートに容易に浸透し、強力な接着性を有する。 使用温度にもよるが、樹脂は夏と冬のクラスの樹脂に分けられる。 炭素繊維材料は他の補強材料と比較されます。 （1）引張強度：炭素繊維の引張強度は鋼の約10倍である。 （2）弾性率：炭素繊維複合材料の引張弾性率は鋼よりも高いが、アラミドおよびガラス繊維複合材料の引張弾性率は鋼の半分および1/4である。 （3）疲労強度：炭素繊維とアラミド繊維複合材料の疲労強度は高強度よりも高い。 交番応力の影響下では、疲労限度は静的荷重の30％〜40％にすぎません。 ファイバーとマトリックス複合材は、クラック伝播を緩和することができるだけでなく、ファイバー内部力の再分配、複合材の疲労限度が高い可能性、静的荷重強度の70％〜80％程度であり、顕著な破壊前の変形の表示 （4）重量：鋼の約1/5。 （5）CFRPシートと比較して：炭素繊維シートは様々な形状の構造表面に貼り付けることができますが、プレートは通常の部品表面に適しています。 加えて、基材樹脂ペーストは、シートの量、厚さ、及びシートのコンクリート界面接着強度よりも大きいので、