材料の分類

複合材料とは、2 つ以上の異なる物質を異なる方法で組み合わせた材料を指します。さまざまな材料の利点を活かし、単一材料の欠点を克服し、材料の適用範囲を拡大します。軽量、高強度、加工と成形の容易さ、優れた弾性、耐化学腐食性、良好な耐候性の特性により、複合材料は徐々に木材や金属合金に取って代わり、航空宇宙、自動車、電気、電子などの分野で広く使用されています。建築、フィットネス機器などの分野で近年急速に発展しています。

材質、加工、成形種類

科学技術の発展に伴い、樹脂とガラス繊維の技術は向上し続けており、メーカーの製造能力も全般的に向上しているため、ガラス繊維強化複合材料の価格とコストは多くの業界に受け入れられていますが、ガラス繊維強化複合材料では強度が十分ではありません。金属に匹敵します。そのため、炭素繊維、ボロン繊維、その他の強化複合材料が次々に登場し、高分子複合材料群がより完全なものとなり、多くの産業にとって不可欠な材料となっています。現在、世界の複合材料の年間生産量は550万トン以上、年間生産額は1,300億ドル以上に達しています。欧米の軍用航空宇宙の高額製品も含めれば、その生産額はさらに驚くべきものとなるだろう。世界的に見ると、世界の複合材料の生産は主にヨーロッパ、アメリカ、東アジアに集中しています。

近年、欧米では複合材料の生産と需要が拡大を続けており、アジアの中では日本は景気低迷の影響で比較的発展が遅れていますが、中国、特に中国本土の市場は急速に発展しています。 。世界大手複合材料メーカーPPGの統計によると、2000年時点で欧州における複合材料の世界シェアは約32％、年間生産量は約200万トンであった。同時に、1990年代の米国の複合材料の年平均成長率は米国のGDP成長率の約2倍、4%から6%に達しました。 2000 年には、米国の複合材料の年間生産量は約 170 万トンに達しました。特に自動車用複合材料の急速な増加により、世界市場におけるアメリカ車の復活が見られます。近年のアジアにおける複合材料の発展は、政治経済全体の変化と密接に関係しており、各国のシェアは大きく異なります。全体として、アジアにおける複合材料は成長を続け、2000 年の総生産量は約 145 万トン、2005 年には総生産量が 180 万トンになると予測されています。

材料開発の歴史

用途の観点から見ると、複合材料は主に米国と欧州の航空宇宙、自動車、その他の産業で使用されています。 2000 年に米国の自動車部品に使用される複合材料の量は 148,000 トンに達し、欧州の自動車部品に使用される複合材料の量は 2003 年に 105,000 トンに達すると推定されています。日本では、複合材料は主に住宅用に使用されています。浴室設備などの工事。しかし、世界的に見ると、自動車産業は複合材料の最大のユーザーであり、将来の発展の可能性は依然として大きく、現在多くの新技術が開発されています。例えば、エンジン騒音の低減や自動車の快適性の向上を目的として、2層の冷間圧延板の間に熱可塑性樹脂を接着させた制振鋼板の開発が進められています。コネクティングロッドとベアリングブッシュには金属マトリックス複合材料が使用され始めています。自動車の軽量化の要求を満たすために、自動車製造業界ではますます多くの新しい複合材料が適用されるでしょう。一方で、近年の環境保護問題への関心の高まりに伴い、木材に代わる高分子複合材料の適用も一層推進されています。例えば、植物繊維と廃プラスチックから加工された複合材料は、北米では木製品に代わるパレットや梱包箱として広く使用されています。分解性複合材料も国内外で開発と研究の焦点となっています。

さらに、ナノテクノロジーが徐々に人々の注目を集めており、ナノ複合材料の研究開発も新たなホットスポットとなっています。ナノ修飾プラスチックは、プラスチックの凝集状態と結晶形態を変化させ、新しい特性を持たせることができます。従来の材料の剛性と靱性という相反する矛盾を克服しながら、材料の総合特性が大幅に向上しました。