炭素繊維は導電性ですか？
炭素繊維は導電性ですか？はい、正しく作られていれば、いくつかの点で非常に導電性があります。この驚くべきポリマーの特性と可能性を調べるために、主題をさらに深く掘り下げてみましょう。
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この記事の内容：
- 炭素繊維とは何ですか？
- 炭素繊維はどのように作られていますか？
- 炭素繊維はそれ自体で導電性ですか？
- 炭素繊維の導電性を高めるにはどうすればよいですか？
- 金属と比較した場合、炭素繊維は導電性ですか？
-
導電性炭素繊維の用途は何ですか？
炭素繊維とは何ですか？
炭素繊維は、ネットワーク構造を持つグラファイトのような長鎖炭素ユニットです。炭素の長鎖ネットワーク単位は、炭素原子のカテネーション特性、つまり類似の元素の原子の結合のために発生します。
トーマス・エルバ・エジソンは、天然綿を使用して電球の電気フィラメントでテストするための最初のカーボンフィラメントを作成したことで知られています。
炭素繊維はどのように作られていますか？
ほとんどの炭素繊維は、ポリアクリロニトリル、またはPANと呼ばれるプロセスから作られています。その過程で、繊維シートは非常に高い熱にさらされるため、炭素自体を除くほとんどすべてが燃え尽きます。
通常の炭素繊維を製造する手順：
1：重合：長鎖ポリマーを作るために、前駆体が重合されます。
2：紡糸：その後、ポリマーは長繊維に紡糸されます。化学的および機械的手順が一般的に使用されます。
3：酸化：繊維は空気中で加熱することにより安定化されます。空気から酸素を吸収し、高度な原子再配列プロセスを経て繊維を安定させます。
4：炭化：酸素がない場合、酸化され安定化された繊維を高温処理すると、非炭素原子が失われ、炭素繊維が密に詰まります。
5：表面処理：炭化繊維は結合能力が低く、エポキシ樹脂と結合して複合材料を製造するのが困難です。この結合能力を獲得するために、表面は適切な化学物質で処理されます。
6：サイジング：保護のために、繊維はエポキシ、ナイロン、ポリエステル、およびその他の材料でコーティングされています。これはサイジングと呼ばれます。
次に、炭素繊維の未加工シートを他の金属と結合し（炭素繊維の導電率を理解する上で重要な部分）、得られた化合物を化学プロセスを使用して処理およびサイジングします。
このプロセスは詳細であるため、費用がかかります。
炭素繊維はそれ自体で導電性ですか？
いいえ、炭素繊維は、熱伝導率も電気伝導率も、他のものと組み合わせていない場合は伝導性が高くありません。
熱伝導率（熱を伝導する能力）に関しては、炭素繊維は平均的です。比較的高品質の炭素繊維はシリコンとほぼ同じくらいの熱伝導率を持ち、最高級の炭素繊維でさえアルミニウムよりも熱伝導率が低くなります。
普通の古い炭素繊維は、電気伝導に関しては少し優れていますが、それでもほとんどの金属ほど伝導性はありません。導電体として使用する場合は、他の金属と一緒に織り込むか、ダイヤモンドやグラファイトなどのより導電性の高い炭素同素体を作成して、炭素繊維を改質するのが最適です。
炭素繊維の導電性を高めるにはどうすればよいですか？
導電性を高めるために、炭素繊維は分離されたら他の材料で処理する必要があります。導電率を上げるために炭素繊維と組み合わせるのに最適な化合物は、イオン伝導性（液体を介して）用のラテックスと電子伝導性（固体を介して）用のシリカフュームです。
炭素繊維よりもはるかによく熱を伝導する炭素同素体があります。特に、ダイヤモンドは、普通の炭素繊維よりも最大100倍効果的に熱を伝導します。これらの同素体を作成することは決して簡単ではありませんが、変換を可能にする圧力、熱、およびその他の化学反応を伴うプロセスがあります。準備ができたときに炭素繊維をこれらの炭素同素体で処理すると、炭素繊維の熱伝導率が何倍にもなる可能性があります。
それで、炭素繊維は導電性ですか？基本状態ではそれほど多くはありませんが、少しの科学で簡単に変更できます。
炭素繊維は金属と比較して導電性ですか？
それ自体ではありません。ただし、他の金属で処理した場合はそうです。
それ自体では、炭素繊維は金属に比べて優れた電気伝導体ではありません。実際、ほとんどの金属は、普通の炭素繊維と同様に約1000倍の電気を伝導します。他の材料で処理した場合でも、電気伝導に関しては、炭素繊維は金属ほど良くありません。銀、アルミニウム、銅などの金属は特に電気の伝導に優れており、優れた電気伝導体で処理された炭素繊維の約100倍の速さです。
導電性炭素繊維の用途は何ですか？
処理されたカーボンファイバーは、軽量で耐久性のあるヘルメットや荷物などの高級品に使用されています。しかし、炭素繊維の導電性は、エンジニアリングや航空宇宙プロジェクトでのコンテナサイディングなどのより産業的な用途で輝いています。
科学はまだ炭素繊維の電気伝導率を改善するために取り組んでいます。金属線などに比べて耐久性、耐熱性、軽量性、小型化に優れていることから、今後は炭素繊維製品の導体としての利用が拡大することが見込まれます。
炭素繊維には多くの驚くべき性質があります。それらの1つは、他の金属複合材料で処理した場合の熱伝導体または電気伝導体としての驚くべき能力です。
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