複合材料（コンポジット）⁠と⁠は⁠？GFRP・金属基複合材料（MMC）・C/Cコンポジットの種類と、CFRPとの違い・強度・耐熱の選び方

複合材料（コンポジット）⁠と⁠⁠⁠⁠は

複合材料は、強化材（繊維や粒子）と⁠、それを固める母材（樹脂・金属・炭素）を組み合わせた材料です。コンポジット・複合材とも呼びます。強化材で強さや硬さを足し、母材で形と耐熱・熱膨張などの性質が決まります。

比較ページには、日本の会社が自社で作る複合材料を、品番の単位で載せています。炭素繊維を樹脂で固めたCFRPはCFRPの比較⁠、強化材のガラス繊維そのものはグラスファイバーの比較⁠で扱っています。

3つの種類

• 繊維強化プラスチック（ガラス・アラミド）は⁠、ガラス繊維やアラミド繊維を樹脂で固めたものです。電気を通さず、さびません。例は利昌工業の EL-3230 と EW-3105、有沢製作所の GFFW成形品、宇部エクシモのコンポーズテンションメンバー、昭和飛行機工業のハニカムパネルです
• 金属基複合材料（MMC）は⁠、アルミやマグネシウムにSiCなどのセラミックスを混ぜたものです。軽くて硬く、熱膨張が小さくなります。例は日本ファインセラミックスの SA701、デンカアルシンク、アライドマテリアルの MAGSIC ⁠⁠⁠です
• C/Cコンポジットは、炭素繊維を炭素で固めたものです。酸素の無い所なら高温で使えます。例は東洋炭素の CX-761 と CX-47 ⁠⁠です

CFRPとの違い

• CFRPは、炭素繊維を樹脂で固めた複合材料の1つです
• 東洋炭素の製品FAQでは、エポキシ樹脂のCFRPの耐熱はおよそ200℃程度です
• 樹脂を炭素に変えたC/Cコンポジットは、非酸化性雰囲気なら2000℃以上で使えます
• 電気を通したくない部材には、炭素繊維ではなくガラス繊維の複合材料を選びます

強度の見方

• 利昌工業の EL-3230 は、引っ張り強度がタテ380MPa、ヨコ300MPa、曲げ強度がタテ550MPaです
• 有沢製作所の一般構造用FW管は、軸方向の引張強度が74MPa、曲げ強度が137MPa（測定値）⁠で⁠⁠⁠⁠す
• 東洋炭素の CX-761 は、曲げ強さ185MPa、引張強さ250MPaです
• 複合材料は向きで強さが変わります。タテとヨコ、面の方向と厚さの方向の値を分けて見ます
• カタログの数値は代表値で、保証値ではないものが多くあります

プリプレグの使い方

• プリプレグは、繊維に樹脂を含ませて半分だけ固めたシートです。自社で重ねて加熱すると固まります
• 利昌工業の EW-3105 は、標準の硬化条件が150℃×1hrか130℃×4hrです
• 保管は20℃以下の冷暗所で、6か月もちます

熱膨張と放熱で選ぶ（MMC）

• 日本ファインセラミックスの SA701 は、ヤング率260GPa、熱膨張7ppm/K、熱伝導率160W/m・Kです。1.5m角を超える大型品にも対応しています
• アライドマテリアルの MAGSIC は、標準で熱膨張7.0ppm/K、熱伝導230W/(m・K)の放熱基板です
• デンカアルシンクは、アルミナに近い熱膨張と、窒化アルミニウム並みの熱伝導を持ちます

高温で使う（C/Cコンポジット）

• 東洋炭素の製品FAQでは、非酸化性雰囲気なら2000℃以上でも使えます
• 鉄などの金属と直接触れると、1050℃以上で溶融反応することがあります
• 東洋炭素の資料では、強度は等方性黒鉛の約3〜4倍です

値段

• このページの製品で、値段を公開しているものはありません
• 寸法・形状・数量で値段が変わるので、図面か寸法を伝えて見積もりを取ります