カーボンとカーボンファイバーの違い

カーボンファイバーは90%以上がカーボンで構成されていますが、カーボンとカーボンファイバーでは特性に大きな違いがあります。このような違いがあるのは、それぞれの構造が原因となっているのです。カーボンは元素としての炭素のことで、カーボンファイバー以外にも黒鉛やダイヤモンドの原料となります。

カーボンの構造は、規則性も少なく強固な結合もないために壊れやすくなっているのです。一方、カーボンファイバーは、カーボンを主とした原料を高温処理することで、原子が規則正しく配列して網目状の構造を保ったものが何層も重なり合います。その結果、鉄よりも軽くて強い材料となって、従来の材料の代わりに使用することができます。この軽くて強いという性質が、カーボンファイバーを非常に有用な材料とされる理由なのです。

歴史的にはカーボンは有史以前からその存在を知られていて、世界中でいろいろな形で使用されていました。さらに近代になってからは、カーボンの熱的・化学的にも安定性が高さに加えて導電性にも注目されるようになると、半導体産業などで盛んに使われるようになってきました。その他にも、自動車などのタイヤの補強材として使われたり、塗料や印刷インクの材料としても役立っています。

カーボンファイバーも、19世紀末にトーマス・エジソンが使用してから100年以上の歴史がありますが、本格的に生産されるようになったのは20世紀の中頃です。そのため、まだまだカーボンファイバーの製造方法や使用方法については改善の余地があるので、より有効に活用できるように研究開発が続けられています。

今後さらに性能や良くて、低価格で利用できるようなカーボンファイバーが製造されることでしょう。カーボンファイバーとカーボンのどちらも、他の材料にはない特性を持っているために、今では生活に欠かすことのできないものとなっていますが、特に強度のあるカーボンファイバーはさらに使われる分野が広がるものと期待されています。

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