CFRPとは？炭素繊維強化プラスチックの特徴・用途・価格を徹底解説

CFRP（炭素繊維強化プラスチック）は、炭素繊維を樹脂で固めた複合材料で、軽くて強い特性から航空機や自動車など幅広い分野で使用されています。カーボンファイバーとも呼ばれるこの素材は、従来の金属材料に比べて優れた強度と軽量性を誇りますが、高価格や特定の弱点も存在します。本記事では、CFRPの基本概念から製造方法、価格相場、メリット・デメリット、具体的な用途まで、炭素繊維強化プラスチックについて詳しく解説いたします。

CFRPの基本概念と定義

CFRPとは何か？基本的な意味と構造

CFRPとは、炭素繊維を樹脂に含浸させて作られた軽くて強い複合材料のことです。CFRPは炭素繊維強化プラスチックの略称で、カーボンファイバーを強化材として使用した繊維強化プラスチックの一種です。

炭素繊維は非常に細い糸状の素材で、この繊維を樹脂で固めることによって優れた強度と軽量性を実現しています。カーボンファイバーの直径は髪の毛の10分の1程度と極めて細く、この繊維を束ねて樹脂を含浸させることで、金属材料を上回る特性を持つ複合材料となります。

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の正式名称と英語表記

CFRPの正式名称は「炭素繊維強化プラスチック」で、英語では「Carbon Fiber Reinforced Plastics」と表記されます。また、「Carbon Fiber Reinforced」という表現も広く使用されており、素材業界では単に「カーボン」と呼ばれることもあります。

炭素繊維複合材料とも呼ばれるCFRPは、炭素繊維をマトリックス樹脂に含浸させた構造を持っており、この組み合わせによって単独の素材では実現できない特性を発揮します。

FRPとCFRPの違いと分類

繊維強化プラスチック（FRP）は、様々な繊維を樹脂で固めた複合材料の総称です。CFRPは炭素繊維を使用したFRPの一種であり、FRPの中でも特に高性能な素材として位置づけられます。

FRPには炭素繊維を使用したCFRPの他に、ガラス繊維を使用したGFRPなどがあります。CFRPの特徴は、他の繊維強化プラスチックと比較して高い強度と軽量性を両立している点にあります。

カーボンファイバーとCFRPの関係性

カーボンファイバーは炭素繊維の英語表記で、CFRPの強化材として使用される素材です。カーボンファイバー単体では構造材料として使用できませんが、樹脂を含浸させることでCFRPという実用的な材料に加工されます。

炭素繊維とマトリックス樹脂の組み合わせによって、カーボンファイバーの高強度特性と樹脂の成形性を活かした複合材料が生まれます。この関係性こそが、CFRPが様々な産業分野で注目される理由となっています。

炭素繊維の種類と特性

PAN系炭素繊維の特徴と製造方法

PAN系炭素繊維は、アクリル繊維（PAN：ポリアクリロニトリル）を原料として製造される炭素繊維です。PAN系は現在最も多く使用される炭素繊維の種類で、CFRPの強化材として広く採用されています。

PAN系炭素繊維の製造方法は、まずアクリル繊維を耐炎化繊維に変換し、その後高温で炭素化する工程を経て作られます。この製造プロセスにより、優れた強度と弾性率を持つ炭素繊維が生産されます。

ピッチ系炭素繊維の特徴と用途

ピッチ系炭素繊維は、石油や石炭ピッチを原料として製造される炭素繊維です。ピッチ系は高い弾性率を持つ特徴があり、特に高剛性が求められる用途に使用されます。

ピッチ系炭素繊維は、PAN系と比較して製造コストが比較的安価で、大量生産に適した特性を持っています。また、熱伝導性や自己潤滑性などの機能性付与材料としても利用されています。

炭素繊維の原料と製造プロセス

炭素繊維の製造には、主にPAN系とピッチ系の2つの原料が使用されます。原料の選択により、最終的な炭素繊維の特性が大きく左右されるため、用途に応じた原料の選定が重要です。

製造プロセスは、原料を耐炎化繊維に変換する工程から始まり、その後段階的に温度を上げて炭素化を行います。この工程で炭素繊維の強度や弾性率が決定され、最終的にCFRPの性能に直結します。

炭素繊維の強度と弾性率の特性

炭素繊維は非常に高い強度と弾性率を持つ素材で、鋼鉄の約10倍の強度を持ちながら重量は4分の1程度という優れた特性を持っています。この高比強度・高比弾性率がCFRPの最大の特徴となっています。

炭素繊維の弾性率は繊維の種類や製造方法によって異なり、用途に応じて適切な特性を持つ繊維を選択することが重要です。これらの特性により、CFRPは航空宇宙産業から自動車産業まで幅広い分野で活用されています。

CFRPの構造と材料構成

マトリックス樹脂の種類（熱硬化性・熱可塑性）

CFRPのマトリックス樹脂には、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の2つの主要な種類があります。熱硬化性樹脂は一度硬化すると再び溶けることがなく、高い強度と耐熱性を持つ特徴があります。

熱可塑性樹脂は加熱により軟化し、冷却により硬化する特性を持っており、リサイクル性に優れています。CFRPの用途や要求される特性に応じて、適切なマトリックス樹脂を選択することが重要です。

エポキシ樹脂とその他の樹脂の特性

エポキシ樹脂は、CFRPのマトリックス樹脂として最も広く使用される熱硬化性樹脂です。エポキシ樹脂は炭素繊維との接着性に優れ、硬化後の強度と耐久性が高いという特徴があります。

その他の樹脂としては、ビニルエステル樹脂やポリイミド樹脂などがあり、それぞれ異なる特性を持っています。樹脂の選択は、CFRPの最終的な性能と用途に大きく影響するため、慎重な検討が必要です。

繊維とマトリックスの含浸技術

炭素繊維に樹脂を含浸させる技術は、CFRPの品質を決定する重要な工程です。含浸技術により、炭素繊維と樹脂が均一に結合し、優れた力学的特性を発揮します。

含浸工程では、炭素繊維の束に樹脂を含浸させた後、適切な温度と圧力で硬化させます。この工程の管理により、CFRPの強度や耐久性が大きく左右されるため、製造技術の向上が継続的に行われています。

炭素繊維複合材料の中間基材

炭素繊維複合材料の製造には、プリプレグやファブリックなどの中間基材が使用されます。これらの中間基材は、炭素繊維に予め樹脂を含浸させた半製品で、CFRPの成形工程を効率化します。

中間基材の使用により、炭素繊維の配向や樹脂の含浸状態を制御でき、最終製品の品質向上と製造コストの削減が可能になります。この技術により、CFRPの産業応用が大幅に拡大しています。

CFRPの特徴とメリット・デメリット

軽くて強い – CFRPの基本特性

CFRPの最も重要な特徴は、軽くて強いという優れた特性を持つ炭素繊維強化プラスチックであることです。炭素繊維をマトリックス樹脂に含浸させることで、従来の金属材料では実現できない高い比強度と比弾性率を実現しています。

炭素繊維は密度が約1.8g/cm³と軽量でありながら、引張強度が3000-7000MPaという非常に高い強度を持っています。この炭素繊維を樹脂に含浸させたCFRPは、鋼鉄と比較して約4分の1の重量でありながら、同等以上の強度を発揮します。

PAN系炭素繊維を用いたCFRPは、特に高い引張強度を示し、航空宇宙分野や自動車分野で軽量化が求められる用途に広く使用されています。カーボンファイバーの配向方向を制御することで、必要な方向に最適な強度特性を付与することも可能です。

高比強度・高比弾性率の優位性

CFRPの優れた特性の中でも、高比強度と高比弾性率は他の材料と比較して圧倒的な優位性を持っています。比強度とは密度あたりの強度、比弾性率とは密度あたりの弾性率を示す指標です。

炭素繊維の比弾性率は約150-400GPa・cm³/gと極めて高く、これは鋼鉄の約5-10倍の値に相当します。この特性により、CFRPを用いた構造物は同じ剛性を保ちながら大幅な軽量化が可能になります。

ピッチ系炭素繊維は特に高い弾性率を持ち、振動抑制や寸法安定性が重要な用途に使用されています。繊維の配向や積層構成を最適化することで、必要な方向に最大の機械的特性を発揮させることができます。

CFRPの欠点と弱点

CFRPには優れた特性がある一方で、いくつかの欠点と弱点も存在します。CFRPの主な欠点として、高コスト、異方性、耐衝撃性の低さが挙げられます。

まず、製造コストが高いことが最大の課題です。炭素繊維の原料であるPAN系繊維の製造から、耐炎化繊維、炭素化までの工程が複雑で、高温処理が必要なため、材料費が高くなります。また、成形においても高温・高圧での処理が必要な場合が多く、設備投資や製造コストが嵩みます。

異方性も重要な弱点の一つです。炭素繊維は繊維方向に対して優れた特性を示しますが、繊維に垂直な方向や層間方向の特性は大幅に低下します。このため、設計時には繊維の配向を慎重に検討する必要があります。

耐衝撃性についても、CFRPは金属材料と比較して劣る場合があります。特に、層間剥離や繊維の破断が発生しやすく、衝撃荷重に対する耐性が低いことが知られています。

耐衝撃性と自己潤滑性などの機能性

CFRPの耐衝撃性は用途によって重要な考慮事項となります。通常のCFRPは脆性的な破壊を示しやすく、金属材料のような塑性変形による エネルギー吸収が期待できません。しかし、繊維の配向や樹脂の種類を最適化することで、耐衝撃性を改善することが可能です。

炭素繊維は自己潤滑性を持つという特徴があります。これは炭素の結晶構造に由来する特性で、摩擦係数が低く、無潤滑状態でも良好な摺動特性を示します。この特性により、軸受けやシール部品などの摺動部品にCFRPが使用されることがあります。

また、CFRPは電気伝導性や熱伝導性も持っており、これらの特性を活用した機能性付与材料としての用途も開発されています。X線透過性も優れており、医療機器や検査装置の部品として使用される場合もあります。

CFRPの製造方法と成形技術

オートクレーブ成形とプレス成形

CFRPの製造において、オートクレーブ成形は最も高品質な製品を得られる成形方法の一つです。プリプレグ（樹脂を含浸させた炭素繊維）を積層し、真空バッグで密封した後、オートクレーブ内で高温・高圧で硬化させます。

オートクレーブ成形では、通常120-180℃の温度と0.4-0.7MPaの圧力で処理されます。この条件下で熱硬化性樹脂が完全に硬化し、ボイドの少ない高品質なCFRPが得られます。航空宇宙分野などの高性能が要求される用途に広く使用されています。

プレス成形は、より生産性の高い製造方法です。加熱されたプレス機を用いて、炭素繊維と樹脂を同時に成形・硬化させます。SMC（Sheet Molding Compound）やBMC（Bulk Molding Compound）などの中間基材を用いることで、高速成形が可能になります。

RTM（レジントランスファーモールディング）成形

RTM成形は、炭素繊維のプリフォームを金型内に配置し、樹脂を注入して含浸させる製造方法です。この方法では、繊維と樹脂を別々に管理できるため、繊維含有率の制御が容易で、複雑な形状の成形も可能です。

RTM成形プロセスでは、まず炭素繊維を所定の形状に配置したプリフォームを作製します。その後、密閉された金型内に低粘度の熱硬化性樹脂を注入し、繊維全体に樹脂を含浸させます。樹脂の硬化は加熱により行われ、成形と同時に完了します。

この製造方法の利点は、表面品質が良好で、寸法精度が高いことです。また、繊維の配向を自由に設計できるため、力学的特性を最適化しやすいという特徴があります。自動車部品や産業機器部品の製造に広く採用されています。

引抜成形とフィラメントワインディング成形

引抜成形（プルトルージョン）は、連続した炭素繊維を樹脂に含浸させながら、加熱されたダイを通して引き抜くことで、一定断面の長尺製品を連続的に製造する方法です。

フィラメントワインディング成形は、回転するマンドレル（心棒）に炭素繊維を規則的に巻き付けながら、樹脂を含浸させて成形する方法です。圧力容器やパイプ、タンクなどの回転体の製造に適用されています。

これらの成形方法は、繊維の配向が製品の軸方向に揃うため、その方向に優れた機械的特性を発揮します。また、連続製造が可能なため、生産性が高く、コスト効率の良い製造方法として位置づけられています。

射出成形とその他の成形方法

射出成形は、短繊維の炭素繊維を熱可塑性樹脂と混合したペレットを用いて、従来のプラスチック成形と同様の工程で製造する方法です。複雑な形状の製品を高速で量産できるため、自動車部品などの大量生産に適用されています。

その他の成形方法として、真空成形、圧縮成形、ハンドレイアップ成形などがあります。用途や要求される性能、生産量に応じて最適な製造方法が選択されます。

CFRPの用途と応用分野

航空・宇宙産業での活用

CFRPは航空宇宙産業において最も重要な素材の一つとなっています。軽量化による燃費向上効果が大きく、機体構造材として広く使用されています。

民間航空機では、主翼や胴体の一次構造材にCFRPが採用されており、従来のアルミニウム合金と比較して大幅な軽量化を実現しています。宇宙開発分野では、人工衛星の構造材や太陽電池パネルの基材として使用され、厳しい宇宙環境での耐久性と軽量性を両立しています。

自動車産業での採用事例

自動車産業では、環境規制の強化により軽量化ニーズが高まっており、CFRPの採用が拡大しています。高級スポーツカーのボディパネルや構造部品から始まり、量産車への展開も進んでいます。

電気自動車では、バッテリーの重量を補うためにCFRPによる軽量化が特に重要視されており、車体フレームやルーフパネルなどに採用されています。

スポーツ用品・レジャー用途

スポーツ用途では、CFRPの軽量性と高強度が活かされています。ゴルフクラブシャフト、テニスラケット、釣り竿、自転車フレームなど、幅広いスポーツ用品に使用されています。

これらの用途では、軽量化による操作性向上と、高い剛性による性能向上が求められており、CFRPの特性が最大限に活用されています。

産業機器・医療機器での応用

産業用途では、CFRPの高剛性と軽量性を活かした精密機械部品や搬送装置部品に使用されています。X線透過性の特性を活用し、医療機器のX線撮影台や検査装置の部品としても採用されています。

化学プラントでは、耐腐食性と軽量性を兼ね備えたタンクや配管材料として使用され、従来の金属材料では困難な環境での使用が可能になっています。

CFRPの価格とコスト

CFRP材料の1kgあたりの価格相場

CFRPの価格は、使用する炭素繊維の種類や樹脂、製造方法によって大きく異なります。一般的なCFRPの価格相場は、1kgあたり3,000円から50,000円程度と幅広い範囲に分布しています。

汎用グレードのCFRPでは3,000-10,000円/kg程度、高性能グレードでは15,000-30,000円/kg程度、航空宇宙グレードの高品質CFRPでは30,000-50,000円/kg以上の価格設定となることが一般的です。

PAN系炭素繊維を使用したCFRPは、ピッチ系炭素繊維を使用したものと比較して一般的に価格が高くなる傾向があります。また、プリプレグ形態の材料は、原料炭素繊維の価格に加えて樹脂の含浸加工費が上乗せされるため、さらに高価になります。

製造コストと価格決定要因

CFRPの製造コストは、原料費、加工費、設備費に大きく分けられます。原料費では炭素繊維が最も大きな比重を占め、全体の50-70%を占めることが一般的です。

炭素繊維の製造には、PAN系繊維の原料から耐炎化繊維を経て炭素化するまでの長時間の高温処理が必要で、エネルギーコストが高くなります。また、製造設備も高価で、初期投資が大きいことも価格上昇要因となっています。

成形加工においても、オートクレーブ成形などの高品質な製造方法では、設備費と加工時間が増大し、製造コストの上昇につながります。

他素材との価格比較

CFRPの価格を他の材料と比較すると、明らかに高価な材料であることが分かります。一般的な鋼鉄の価格が100-300円/kg程度、アルミニウム合金が500-1,000円/kg程度であるのに対し、CFRPは10-100倍程度の価格差があります。

ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）と比較しても、CFRPは5-10倍程度高価です。しかし、軽量化効果や高性能を考慮したライフサイクルコストでは、CFRPの優位性が発揮される場合があります。

コスト削減の取り組みと将来展望

CFRPの普及拡大には、コスト削減が重要な課題となっています。現在、様々な取り組みが行われており、製造技術の革新や量産効果による価格低減が期待されています。

炭素繊維の製造工程では、新しい前駆体の開発や製造条件の最適化により、エネルギー消費量の削減と製造時間の短縮が進められています。また、リサイクル技術の開発により、廃棄CFRPから回収した炭素繊維を再利用する取り組みも始まっています。

成形技術においても、RTM成形や射出成形などの高速成形技術の発展により、製造コストの削減が図られています。将来的には、自動車の量産用途での採用拡大により、さらなる価格低減が期待されています。

CFRPと他材料との比較

CFRPと金属材料（鋼鉄・アルミニウム）の比較

CFRPは従来の金属材料と比較して、軽くて強い特性を持つ炭素繊維強化プラスチックとして優れた性能を発揮します。鋼鉄と比較すると、CFRPは約4分の1の重量でありながら、引張強度においては鋼鉄を上回る性能を示します。カーボンファイバーを用いた複合材料は、高比強度と高比弾性率を実現し、従来の金属材料では達成できない軽量化を可能にします。

アルミニウムとの比較では、CFRPは約1.5倍の軽量化効果を持ちながら、弾性率において優れた特性を示します。炭素繊維に樹脂を含浸させた複合材料は、金属材料のような腐食の問題がなく、長期間の使用においても安定した性能を維持できます。航空機産業では、アルミニウム合金からCFRPへの材料転換が進んでおり、燃費向上に大きく貢献しています。

CFRPとガラス繊維強化プラスチック（GFRP）の違い

CFRPとガラス繊維強化プラスチック（GFRP）は、どちらも繊維強化プラスチックの一種ですが、使用される繊維が異なります。CFRPは炭素繊維を用いた複合材料であり、GFRPと比較して約2倍の強度と弾性率を持つ特徴があります。カーボンファイバーは、ガラス繊維よりも軽量でありながら、優れた機械的特性を発揮します。

製造コストの面では、ガラス繊維を用いたGFRPの方が経済的ですが、CFRPは高性能が要求される用途において選択されます。PAN系炭素繊維やピッチ系炭素繊維を使用したCFRPは、耐疲労性や耐環境性においてもガラス繊維を上回る性能を示します。自動車産業では、コスト効率を重視する部品にはGFRPが、高性能が求められる部品にはCFRPが使用されています。

カーボンファイバーの特徴と他繊維との比較

カーボンファイバーは、炭素繊維の優れた特性により、他の繊維材料と比較して際立った性能を発揮します。アラミド繊維と比較すると、カーボンファイバーは弾性率において約2倍の性能を持ち、圧縮強度も優れています。炭素繊維の製造には、PAN系原料やピッチ系原料が用いられ、それぞれ異なる特性を持つ繊維が作られています。

天然繊維との比較では、カーボンファイバーは化学的安定性と機械的特性において圧倒的な優位性を持ちます。炭素繊維は、耐熱性や耐薬品性に優れており、過酷な環境条件下でも性能を維持できます。また、カーボンファイバーは自己潤滑性も有しており、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れた特徴を持っています。

複合材料としてのCFRPの位置づけ

CFRPは、複合材料の中でも最も高性能な材料の一つとして位置づけられています。炭素繊維複合材料は、マトリックス樹脂と炭素繊維を組み合わせることで、単一材料では実現できない特性を発揮します。熱硬化性樹脂を用いたCFRPは、高温環境下でも安定した性能を維持し、航空宇宙産業での使用に適しています。

機能性付与材料としてのCFRPは、導電性や X線透過性など、特殊な機能を持つ素材としても活用されています。炭素繊維と樹脂の組み合わせにより、用途に応じた最適な特性を持つ複合材料を設計することが可能です。将来的には、リサイクル性を向上させた環境配慮型のCFRPや、さらなる高性能化を実現した新世代の炭素繊維複合材料の開発が期待されています。

CFRPの規制と安全性

炭素繊維が禁止・規制される理由

炭素繊維は、その優れた性能により軍事転用の可能性があるため、国際的な規制対象となっています。特に、高強度の炭素繊維は、ミサイルや軍用機の製造に使用される可能性があり、戦略物資として扱われています。日本を含む多くの国では、炭素繊維の輸出に際して厳格な管理が行われており、用途や輸出先が制限される場合があります。

CFRPの製造に使用される炭素繊維は、その製造方法や品質により規制の対象となることがあります。PAN系炭素繊維の中でも、特に高弾性率を持つグレードは、より厳しい規制下に置かれています。これらの規制は、技術の拡散防止と国際安全保障の観点から設けられており、適切な管理体制の下で運用されています。

軍事転用と輸出規制

カーボンファイバーの軍事転用リスクは、その軽量性と高強度特性に起因しています。炭素繊維を用いた複合材料は、航空機の構造材料として使用される場合、機体の軽量化と性能向上を実現するため、軍用機の開発においても重要な素材となります。各国政府は、これらの技術の不適切な流出を防ぐため、輸出管理制度を整備しています。

輸出規制の対象となる炭素繊維は、主に高性能グレードのものであり、一般的な産業用途で使用される炭素繊維は比較的制限が少ない場合があります。ただし、輸出先や用途によっては、詳細な審査が必要となることがあり、企業は適切な手続きを踏むことが求められています。

安全性と環境への影響

CFRPの安全性については、製造過程と使用段階、廃棄段階それぞれで検討する必要があります。炭素繊維の製造過程では、原料の処理や高温での炭素化工程において、適切な環境管理が必要とされます。また、CFRPの加工時には、炭素繊維の粉塵が発生する可能性があるため、作業環境の管理と適切な防護措置が重要です。

環境への影響については、CFRPのリサイクル技術の開発が課題となっています。熱硬化性樹脂を用いたCFRPは、従来のリサイクル方法では処理が困難でしたが、近年では炭素繊維を回収する技術や、熱可塑性樹脂を用いたリサイクル可能なCFRPの開発が進んでいます。

日本の炭素繊維メーカーと業界動向

日本は世界有数の炭素繊維生産国であり、複数の主要メーカーが高品質な炭素繊維を製造しています。これらのメーカーは、PAN系炭素繊維を中心とした製品開発を行い、世界市場での競争力を維持しています。生産量の増加とともに、製造技術の向上により、より高性能な炭素繊維の開発が続いています。

業界動向としては、自動車産業でのCFRP採用拡大により、産業用途向けの炭素繊維需要が増加しています。また、風力発電用ブレードやスポーツ用品など、多様な用途での需要拡大により、市場規模の成長が期待されています。今後は、コスト競争力の向上と環境配慮型の製品開発が重要な課題となっています。

CFRPに関するよくある質問（FAQ）

CFRPとはどういう意味ですか？

CFRPは「Carbon Fiber Reinforced Plastics」の略称で、日本語では「炭素繊維強化プラスチック」と呼ばれます。炭素繊維をマトリックス樹脂に含浸させた複合材料であり、軽くて強い特性を持つ素材です。カーボンファイバーと樹脂を組み合わせることで、単一材料では実現できない優れた機械的特性を発揮します。

カーボンファイバーとCFRPの違いは何ですか？

カーボンファイバーは炭素繊維そのものを指し、CFRPは炭素繊維を樹脂で固めた複合材料です。カーボンファイバーは繊維状の強化材であり、単体では構造材料として使用できません。一方、CFRPは炭素繊維に樹脂を含浸させて成形した製品であり、実際の部品や構造体として使用されます。

CFRPの価格は1kgいくらですか？

CFRPの価格は、使用する炭素繊維のグレードや樹脂の種類、製造方法により大きく異なります。一般的な産業用CFRPの場合、1kgあたり3,000円から10,000円程度の価格帯が多く見られます。航空宇宙用途の高性能CFRPでは、1kgあたり15,000円以上になることもあります。価格は市場動向や生産量により変動します。

炭素繊維強化プラスチックの欠点は何ですか？

CFRPの主な欠点として、高い材料コストが挙げられます。また、耐衝撃性が金属材料と比較して劣る場合があり、急激な衝撃荷重に対して脆性的な破壊を示すことがあります。さらに、製造時の品質管理が困難で、繊維の配向や樹脂の含浸状態により性能にばらつきが生じる可能性があります。

繊維強化プラスチックが使われている製品は？

繊維強化プラスチックは、自動車のボディパネルやエンジン部品、航空機の主翼や胴体、スポーツ用品のゴルフクラブやテニスラケット、釣竿などで使用されています。また、風力発電機のブレードや建築材料、医療機器など、幅広い分野で採用されています。

FRPとCFRPの違いは何ですか？

FRPは「Fiber Reinforced Plastics」の略で、繊維強化プラスチック全般を指します。CFRPはFRPの一種で、炭素繊維を使用した繊維強化プラスチックです。FRPには、ガラス繊維を用いたGFRPや、アラミド繊維を用いたAFRPなども含まれます。CFRPは、FRPの中でも最も高性能な材料の一つです。

カーボンファイバーの特徴は？

カーボンファイバーの特徴として、高い比強度と比弾性率、優れた耐疲労性、化学的安定性、低い熱膨張係数が挙げられます。また、導電性を持ち、X線透過性があることも特徴の一つです。自己潤滑性も有しており、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れています。

複合材料の具体例は？

複合材料の具体例として、CFRPやGFRP（ガラス繊維強化プラスチック）、木材、コンクリート、合板などがあります。これらは、異なる材料を組み合わせることで、単一材料では得られない特性を実現しています。航空宇宙産業では、ハニカム構造と炭素繊維を組み合わせたサンドイッチパネルなども使用されています。