カーボンファイバーサンドイッチフォームは、炭素含有量が95%以上の高強度・高弾性繊維を備えた新しいタイプのファイバー素材です。鱗片状黒鉛微結晶などの有機繊維を繊維軸方向に沿って積層し、炭化、黒鉛化して得られる微結晶黒鉛材料である。カーボンファイバーは外側は柔らかく、内側は硬く、金属アルミニウムよりも軽く、鋼よりも強く、耐食性と高弾性率の特性を持っています。国防、軍事産業、民生用途において重要な素材です。

カーボン素材本来の特性だけでなく、織物繊維のようなソフトな加工性も併せ持っています。新世代の強化繊維です。炭素繊維は多くの優れた特性を持っています。カーボンファイバーは、高い軸強度と弾性率、低密度、高い比性能、クリープなし、非酸化環境での超高温耐性、優れた耐疲労性、非金属と非金属間の比熱と導電率を備えています。金属同士では熱膨張係数が小さく異方性があり、耐食性が良く、X線透過率も良好です。良好な電気伝導性、熱伝導性、良好な電磁シールドなど。

カーボンファイバーのヤング率は従来のグラスファイバーの 3 倍以上です。ケブラー繊維と比較してヤング率が約2倍あり、有機溶剤や酸、アルカリに対して膨潤や膨潤が少なく、耐食性にも優れています。炭素繊維は、炭素含有量が 90% 以上の無機ポリマー繊維です。このうち、炭素含有率が99%を超える黒鉛繊維を黒鉛繊維と呼びます。炭素繊維の微細構造は、乱層黒鉛構造である人造黒鉛に似ています。

カーボンファイバーの層間の間隔は約 3.39 ～ 3.42 Å です。平行な層間の炭素原子はグラファイトほど規則的ではなく、層はファンデルワールス力によって結合されます。炭素繊維の構造は通常、二次元的に規則正しい結晶と空孔から構成されていると考えられており、空孔の含有量、大きさ、分布は炭素繊維の性能に大きな影響を与えます。

気孔率が特定の臨界値よりも低い場合、気孔率は炭素繊維複合材料の層間せん断強度、曲げ強度、引張強度に明らかな影響を与えません。いくつかの研究では、材料の機械的特性の低下を引き起こす臨界気孔率は 1% ～ 4% であると指摘されています。細孔容積含有量が０〜４％の範囲にある場合、層間せん断強度は、細孔容積含有量が１％増加するごとに約７％減少する。炭素繊維エポキシ樹脂および炭素繊維ビスマレイミド樹脂積層体の研究により、気孔率が 0.9% を超えると層間せん断強度が低下し始めることがわかりました。