炭素繊維は、比重が小さく、耐熱性に優れ、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が大きく、耐食性、電気伝導性に優れているなど、元素炭素のさまざまな優れた特性を備えています。同時に繊維のしなやかさを持ち、織り加工や巻き成形が可能です。炭素繊維の最も優れた性能は、一般的な強化繊維よりも比強度と比弾性率が高く、樹脂の比強度と比弾性率が鋼やアルミニウム合金よりも約 3 倍高いことです。炭素繊維複合材料で作られたチューブは、多くの分野で使用されており、大幅な軽量化、ペイロードの増加、およびパフォーマンスの向上を実現できます。それらは、航空宇宙産業における重要な構造材料です。

1. 航空宇宙

炭素繊維複合材料は、軽量、高剛性、高強度、安定したサイズ、良好な熱伝導率などの利点から、衛星の構造物、ソーラーパネル、アンテナなどに古くから応用されてきました。現在、人工衛星に搭載されている太陽電池のほとんどは、宇宙ステーションやシャトル システムの重要なコンポーネントと同様に、炭素繊維複合材料で作られています。

炭素繊維チューブは、UAV のアプリケーションにも非常に優れており、アーム、フレームなど、実際のアプリケーションで UAV のさまざまなボディ部分に適用できます。アルミニウム合金と比較して、UAV に炭素繊維チューブを適用すると、重量を減らすことができます。これにより、UAV のペイロード容量と耐久性が向上します。炭素繊維チューブの高い引張強度、耐腐食性、および優れた耐震効果の利点により、UAV の寿命が効果的に保証されます。

2.機械設備

エンドピックアップは、プレス生産ラインの搬送工程で使用する治具です。プレスのローディング・アンローディングロボットに搭載され、エンドピックアップを駆動してワークをトラックティーチングで搬送します。多くの新素材の中で、炭素繊維複合材料が最も人気があります。

炭素繊維複合材料の割合は鋼の1/4以下ですが、その強度は鋼の数倍です。カーボンファイバー複合素材のロボットエンドピックアップは、自動車部品を取り扱う際の揺れや自身の負担を軽減し、安定性を大幅に向上させることができます。

3、軍事産業

炭素繊維は、定性的な軽量、高強度、高弾性率、耐食性、耐疲労性、耐高温性、熱伝導性、優れた熱放散性であり、熱膨張係数が小さいという特徴、炭素繊維、およびその複合材料が広く使用されていますロケット、ミサイル、軍用機、軍事分野では、個人の保護や投与量の増加など、軍事機器の性能が絶えず向上しています。炭素繊維とその複合材料は、現代の防衛兵器と装備の開発にとって重要な戦略的材料となっています。

軍用ロケットやミサイルでは、「ペガサス」、「デルタ」キャリアロケット、「トライデントⅱ（D5）」、「ドワーフ」ミサイルなど、CFRPの優れた性能も十分に応用、開発されています。米国の戦略ミサイル MX ICBM とロシアの戦略ミサイル ポプラ M には、高度な複合材料キャニスターも装備されています。

4. スポーツ用品

従来のスポーツ用品のほとんどは木材でできていますが、炭素繊維強化複合材料の機械的特性は木材よりもはるかに優れています。その比強度と弾性率は、それぞれモミの 4 倍と 3 倍、胡同の 3.4 倍と 4.4 倍です。その結果、スポーツ用品に広く使用され、世界の炭素繊維消費量のほぼ 40% を占めています。スポーツ用品の分野では、カーボンファイバーパイプは主に次の側面で使用されます: ゴルフ クラブ、釣り竿、テニス ラケット、バドミントン バット、ホッケースティック、弓矢、セーリング マストなど。

テニスラケットを例にとると、炭素繊維複合材料で作られたテニスラケットは軽くてしっかりしていて、剛性が大きく、歪みが小さいため、ボールがラケットに接触したときのずれの程度を減らすことができます。同時に、CFRP は優れたダンピングを備えているため、ガットとボールの接触時間が長くなり、テニス ボールはより大きな加速を得ることができます。たとえば、木製ラケットの接触時間は 4.33 ms、スチールは 4.09 ms、CFRP は 4.66 ms です。対応するボールの初速度は、それぞれ 1.38 km/h、149.6 km/h、および 157.4 km/h です。

上記の分野に加えて、炭素繊維複合材料は、鉄道輸送、風力発電、医療機器、およびその他の分野にも登場し、広く使用されており、炭素繊維原料の製造およびその後の加工技術における継続的なブレークスルー、価格炭素繊維原料もより使いやすくなることが期待されます。

#カーボンロッド #カーボンファイバー