CFCデザイン技術の特徴のご案内です。CFCデザインは、先端材料であるC/C(カーボン・カーボン)コンポジット、CFC、CF、CC、ACを研究開発・製造・販売しています。

CFCデザイン技術の特徴

CFCデザイン技術の特徴

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| CFCデザイン技術の特徴 | C/CMCの概念 | C/CMCコンポジットの金属種と製品分野 |

 

CFCデザイン技術の特徴

1.画期的な新製法により工程の大幅な簡略化を実現しました。

C/Cコンポジットは優れた性能を有しつつも、従来の製法(含浸法やCVD法)では、工程が煩雑で製品化まで長時間を要し、結果として極めて高価であることが弱点でした。当社はプリフォームドヤーン法(PY法)と言う、画期的新製法の開発により、工程簡略化を実現し、大幅な納期短縮とコストダウンに成功しました。

工程比較

工程比較

2. 用途に応じた多様な繊維配向製品のご提供が可能です。

C/Cコンポジットは炭素繊維で補強した複合材である為、強度発現の源泉である繊維の配向(繊維の方向)や繊維長を制御することにより、用途に応じた様々な特性を導き出すことが可能です。当社は長年にわたる技術の蓄積により、下表のとおり多くの製品種を実現し、お客様の多様なニーズにお応え出来ます。

繊維配向の種類 繊維長 製品例 製品の特徴
1方向 長繊維 高強度ロッドなど 曲げ強度を最大にした棒状製品(バネや打込ピンなどに使用)
2方向(0/90°)積層品 長繊維 板材や大型製品など 熱処理用トレーなど、耐熱分野の最も一般的な用途に対応
特殊配向 長繊維 ロケットやロボット材料など 応力解析に基づいた製品・材料設計に対応

3. C/Cコンポジットと金属との複合化を実現しました。

C/Cコンポジットは多孔質体であり、数多く存在する複合材の中では、気孔率が比較的高いことが特徴にもなっています。従来の技術は、その気孔に可能な限り、カーボンを充填して密度を上げ、複合材としての性能を引き出すことが、技術開発の方向性となっておりました。
当社はこの発想を転換し、C/Cコンポジットの気孔を自在に制御(気孔の量や気孔径など)することで、金属を気孔に充填する技術開発にも成功しました。具体的にはC/Cコンポジットに溶融した金属シリコン、銅などを充填して、繊維強化カーボンと金属を再複合することにより、軽量(鉄の1/3以下)、高強度、高弾性で耐熱性、耐摩耗性、耐食性、摺動性に優れたカーボン・金属複合新素材(C/C MC-Carbon Carbon Metal Compositeと定義)を製造するものです。

従来、カーボンと金属を複合する技術として、炭素繊維で金属を補強したCFRM(炭素繊維強化金属)がありますが、この方法では金属中に複合出来る炭素繊維量に制約があって、金属の割合が高く複合化による特性改良効果が限られる為、金属の欠点である重いことや熱膨張が大きいことなどが露出し易いという弱点があります。この新素材はC/Cコンポジットの骨格を維持しながら、比較的少量の金属との複合により、それぞれの金属機能(利点)だけを効果的に付与出来、2次製品化への応用性にも非常に富んでおります。

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C/CMCの概念

C/Cの気孔をコントロールすることで多様な使用目的に適合した金属などを充填する技術を確立し、高機能性を活かすことで、非常に広範な産業分野での応用を可能としました。

metal metal metal metal
炭素繊維の束を織込み炭素化合物と混合した後、炭化焼成加工します。焼成したC/Cにオリジナル技術で金属を充填させます   C/CMC
C/Cに金属を充填させました
C/CMCの断面を見ます

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C/CMCコンポジットの金属種と製品分野

C/Cコンポジット
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金属シリコン
シリコンは焼結中にカーボンと反応し、SiCに転化し、セラミック化する。カーボンの摺動性を維持しながら、耐摩耗性と耐酸化を格段に向上させることに成功した。
自動車ブレーキ部品・軸受け
C/Cコンポジット
+
繊維強化カーボンの優れた摺動性と高強度、高靱性を維持しつつ、銅を充填することによる導電性向上の効果により、パンタグラフの摺板など、摺動性電気部品への応用を可能にした。
パンタグラフ・摺動電気部品

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