1. PAN系炭素繊維

PAN系（ポリアクリロニトリル）炭素繊維は、その優れた強度と柔軟性から、最も広く使用されている炭素繊維です。高い引張強度を有するため、自動車のボディパネル、自転車のフレーム、航空宇宙の構造部品に最適です。また、その平均重量により、エンジニアは性能を犠牲にすることなく、装置の平均質量を抑えることができます。PAN系炭素繊維は極めて柔軟性が高く、高強度用途にも非常に高弾性率用途にも適しています。

2. ピッチ系炭素繊維

石油またはコールタールピッチから得られるピッチ系炭素繊維は、極めて高い弾性率と剛性を有します。そのため、航空宇宙部品、衛星構造物、高級輸送機器など、圧力が重要な用途に最適です。しかし、ピッチ系繊維は一般的に脆いため、耐衝撃性が求められる用途には適していません。ピッチ系繊維の重量はPAN系繊維よりもわずかに重いですが、その剛性がこの欠点を凌駕することがよくあります。

3. 高弾性炭素繊維

高弾性炭素繊維は、軽量でありながら最大限の剛性を実現するように設計されています。通常、高性能航空機、ロケット部品、高度なエンジニアリングプロジェクトに使用されます。高弾性炭素繊維は優れた構造剛性を提供しますが、価格が高く、予期せぬ応力に対しては許容範囲が狭い傾向があるため、一般的に特殊な用途に適しています。

4. 中間および特殊炭素繊維

一部の炭素繊維は、強度、重量、そしてコスト効率のバランスを考慮して設計されています。これらの中強度または高強度の繊維は、消費者向け製品、自動車部品、輸送機器など、高い弾性率や引張強度は必要とされないものの、性能は求められる用途に広く使用されています。

よくある質問

最も強度の高い炭素繊維は何ですか?

PAN ベースの高強度繊維は一般に引張強度が最も強く、ピッチ ベースの繊維はより高い剛性を備えています。

軽量用途に最適なカーボンファイバーはどれですか?

PAN ベースまたは高弾性炭素繊維は、軽量で強度対重量比が高いため最適です。

カーボンファイバーは高温に耐えられますか?

ピッチベースの炭素繊維は通常、PAN ベースの繊維よりも高い温度に耐えられるため、航空宇宙および産業用途に適しています。

すべての炭素繊維は脆いのでしょうか?

すべてではありません。PAN ベースの繊維は靭性に優れていますが、ピッチ ベースの繊維は脆いが非常に硬いです。

結論

PAN系繊維は汎用性に優れ、驚異的な強度と耐衝撃性を提供します。一方、ピッチ系繊維は剛性と耐高温性に優れています。高弾性率・高強度繊維は、精密なエンジニアリングニーズに合わせたオーダーメイドのソリューションを提供します。これらの特性を考慮することで、モーターや航空機からスポーツ用品に至るまで、様々な製品において性能を最大限に高め、重量を抑え、堅牢性を確保することができます。適切な炭素繊維繊維を選択することは、効率性と信頼性の両方を実現するための鍵となります。