産業および航空宇宙用途向け高温難燃性炭化繊維
炭化生地は予備酸化PAN繊維新しいクラスを表す高性能難燃性材料これらの生地は、耐火性、耐熱性、耐薬品性、耐電気性に優れており、航空宇宙、自動車、エネルギー貯蔵、 そして産業用熱保護アプリケーション。
炭化生地はどのように作られるのでしょうか?
1. 予備酸化
PAN 繊維は空気中 200 ～ 300°C で酸化され、限界酸素指数 (LOI) が 40 ～ 60% という高い熱的に安定したラダーポリマーを形成します。
2. 炭化と黒鉛化
-低温炭化：窒素中で600～1500°Cで処理して非炭素元素を除去し、90%を超える炭素含有量を生成します。
-高温黒鉛化：アルゴンまたはヘリウム中で 2500～3000°C で処理すると、99% を超える炭素が達成され、グラファイトのような結晶構造が形成されます。
3. 後処理
ニードルパンチや織りなどの技術は、繊維を断熱パッド、耐火布、複合補強材に変換するために使用されます。
予酸化繊維炭化布とは何ですか?
プレオキシド繊維は、ポリアクリロニトリル（PAN）前駆体繊維を酸素を豊富に含む環境で処理することで生成されます。その後、高温で炭化または黒鉛化され、90～99%を超える炭素含有量を持つ織物が製造され、無秩序な黒鉛構造または結晶構造が形成されます。
炭化生地の主な特徴
- 難燃性: LOI 最大 50%、不燃性、滴り落ちたり溶けたりしません。
- 耐高温性: 220°C で連続的に動作し、400°C を超える短期暴露にも耐えます。
- 高強度＆軽量：引張強度は最大3.8 GPa、密度は約1.3～1.4 g/cm³。
- 化学的安定性:酸、アルカリ、加水分解に耐性があります。
- 電気絶縁:絶縁耐力は100,000ボルト/mm²を超えます。
- 環境に優しい:ハロゲンフリー、無毒、有害な煙を排出しません。
炭化生地の技術的パラメータ
| パラメータカテゴリ | 技術仕様 |
| 面密度（GSM） | 200 g/m² |
| 厚さ（mm） | 1.4～1.8 |
| 密度（g/cm³） | 1.35～1.45 |
| 炭素含有量 | ≥92%（低温炭化）/ ≥99%（高温黒鉛化） |
| 限界酸素指数（LOI） | ≥45% |
| 長期耐熱性 | 220℃（連続）/ 400℃（短時間） |
| 熱分解温度 | ≥640°C |
| 熱伝導率（W/(m·K)） | ≤0.038 |
| 引張強度（縦糸） |
≥3.2 GPa |
| 引張強度（横糸） |
≥2.8 GPa |
| 破断時の伸び |
≤2.5% |
| 引裂強度（N） |
≥50（台形法） |
| 体積抵抗率（Ω·cm） |
1.0×10⁻³ - 1.0×10⁻²（炭化プロセスに基づいて調整可能） |
| 破壊電圧（kV/mm） |
≥10 |
炭化繊維の産業用途
- 防火:消防士の服装、防火ブランケット、フェイスシールド、耐熱カバー。
- 軍隊と法執行機関：耐火ベスト、耐爆服、保温カバー。
- エネルギー貯蔵:電池電極材料、電池モジュール内の断熱材。
- 産業安全:溶接服、炉保護具、熱カーテン、熱シールド。
- 航空宇宙および自動車:航空機ブレーキパッド、エンジン断熱材、軽量カーボン部品。
- 環境・化学：触媒担体、脱硫・脱硝フィルター、耐腐食ライナー。
炭化生地を選ぶ理由
先進複合材の製造でも難燃性ソリューションの開発でも、前酸化PAN繊維から作られた炭化ファブリックは、比類のない耐熱性、機械的強度、そして環境安全性を提供します。要求の厳しい産業用途にとって、スマートで未来を見据えた選択肢となります。
