炭素/炭素複合材料の応用分野

1960年代に発明されて以来、炭素-炭素C/C複合材料軍事、航空宇宙、原子力産業から大きな注目を集めています。初期の段階では、炭素炭素複合材炭素繊維複合材は、製造工程が複雑で技術的に難しく、製造コストが長かったため、長期間にわたって高止まりし、その用途は過酷な作業条件の一部部品や、航空宇宙などの他の材料では代替できない分野に限られてきました。現在、炭素繊維複合材の研究は、主に低コスト製造、抗酸化、性能と構造の多様化に重点を置いています。その中でも、高性能かつ低コストの炭素繊維複合材の製造技術が研究の焦点となっています。化学蒸着法は、高性能炭素繊維複合材を製造するための好ましい方法であり、工業生産において広く使用されています。C/C複合材製品しかし、技術プロセスに長い時間がかかるため、生産コストが高くなっています。炭素繊維複合材の製造プロセスを改善し、低コスト、高性能、大型、複雑な構造の炭素繊維複合材を開発することが、この材料の産業応用を促進する鍵であり、炭素繊維複合材の主要な発展の潮流となっています。

従来のグラファイト製品と比較して、炭素炭素複合材料次のような優れた利点があります。

1) 強度が高く、製品寿命が長く、部品交換回数が減るため、設備の利用率が向上し、メンテナンスコストが削減されます。

2) 熱伝導率が低く断熱性能に優れているため、省エネと効率向上につながります。

3) 薄型化が可能となり、既存の設備を活用して大口径の単結晶製品を生産することができ、新規設備への投資コストを節約できます。

4) 安全性が高く、高温での熱衝撃を繰り返しても割れにくい。

5) 優れた設計性。大型グラファイト材料は成形が困難ですが、先進的な炭素系複合材料はニアネットシェーピングを実現し、大口径単結晶炉熱場システムの分野において明らかな性能上の利点を有します。

現在、特別なグラファイト製品のような等方性グラファイト先進炭素系複合材料による効果は以下の通りです。

炭素炭素複合材料は優れた耐高温性と耐摩耗性を備えているため、航空、宇宙、エネルギー、自動車、機械などの分野で広く使用されています。

具体的な用途は以下のとおりです。

1. 航空分野：炭素-炭素複合材料は、エンジンのジェットノズル、燃焼室の壁、ガイドブレードなどの高温部品の製造に使用できます。

2. 航空宇宙分野：炭素-炭素複合材料は、宇宙船の熱防御材料、宇宙船の構造材料などの製造に使用できます。

3. エネルギーフィールド：炭素-炭素複合材料は、原子炉部品、石油化学装置などの製造に使用できます。

4. 自動車分野：炭素-炭素複合材料は、ブレーキシステム、クラッチ、摩擦材などの製造に使用できます。

5. 機械分野：炭素-炭素複合材料は、ベアリング、シール、機械部品などの製造に使用できます。