炭素繊維強化炭素複合材料

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炭素繊維強化炭素複合材料(たんそせんいきょうかたんそふくごうざいりょう、carbon fiber reinforced-carbon matrix-composite)は、繊維強化複合材料の一種で、繊維として炭素繊維を、母材(充填材)としても炭素を用いたもの。カーボンカーボン (carbon-carbon) 、カーボンカーボン複合材料 (carbon-carbon composite)、C/Cコンポジット(C/C composite)、強化カーボンカーボン (reinforced carbon-carbon, RCC)などのさまざまな呼び方がある。

概要[編集]

炭素繊維とプラスチック(主に熱硬化性のもの)による繊維強化複合材である炭素繊維強化プラスチック (CFRP) を熱処理し、母材のプラスチックを炭化させて作る。熱処理により炭素繊維はさらにグラファイト化が進み、母材も部分的にグラファイト化する。複合材料とするのは、炭素繊維が塊状の炭素よりグラファイト化しやすいからである。この製法を「樹脂含侵炭素化法」と言う。原材料を焼き固めて製造することから、セラミックスに分類されることもある[1]。また、理想的には炭素のみで構成されよって共有結合のみであることもあり、無機物質として分類される。

軽くて丈夫でという繊維強化複合材料の特長に加え、化学的に安定で、生体に不活性(例外あり)、に強く約1600℃まで実用的な強度を保ち、繰り返しの使用に耐える。ただし、空気中でおよそ450°Cを超える高温にさらすと酸素と化合して(すなわち燃焼して)二酸化炭素になってしまうため、炭化ケイ素などによるコーティングをする場合がある。しかしこの場合も本体とコーティングの熱膨張率の差の問題もあり、2010年現在未解決である。

用途[編集]

出典[編集]

  1. ^ セラミックス博物館 - 日本セラミックス協会
  2. ^ 宇宙ロケット用炭素繊維強化/炭素複合材料 - 日本セラミックス協会 (PDF)
  3. ^ パンタグラフ用カーボン系すり板 - 日本セラミックス協会 (PDF)