グラファイトと炭素繊維の違い

グラファイトと炭素繊維という用語は、ある程度互換性があります。 ただし、シャープペンシルのグラファイトとテニスラケットのグラファイトは明らかに同じ材料ではありません。 丈夫なラケットを作る素材は、実はカーボンファイバーでできています。 グラファイトとカーボンファイバーはどちらもカーボンベースです。 違いは、最終製品を製造するプロセスにあります。

南ミシシッピ大学の高分子科学部の記事によると、グラファイトは純粋な炭素であり、その原子は六角形のリングの大きなシートに配置されています。 記事はそれらをチキンワイヤーと比較しています。 炭素繊維は、グラファイトの一種であるポリマーであるという点で異なります。 ポリマーは、互いに接続されている炭素原子の鎖です。 ポリマーは、グラファイトとは異なる炭素繊維になるプロセスを経る必要があります。

その炭素原子の長鎖を炭素繊維に変換するには、ポリマーを伸ばす必要があります。 摂氏200〜300度の酸化処理により、ポリマーから炭素繊維へのプロセスが開始されます。 次に、ポリマーは摂氏1,000度から2,500度の範囲の温度に加熱されます。 正確な熱量は、特定の繊維の用途によって異なります。 加熱プロセス中に、繊維は約92パーセントの炭素である物質に還元されます。 ポリマーは熱の結果として非常に薄くなり、その時点で炭素繊維になります。 プロセスが続行され、熱が摂氏2,500度を超えると、ポリマーは炭素繊維ではなくグラファイトに変わります。

ブリストル大学によると、炭素繊維は密度が不足しているにもかかわらず、非常に強力です。 グラファイト繊維と炭素繊維はどちらも不活性で非反応性です。 これは、シャープペンシルのグラファイトが紙と反応せず、テニスラケットの炭素繊維がラケットの他のコンポーネントと相互作用しない理由を説明しています。 ウィスコンシン大学の化学科が指摘しているように、炭素繊維は靭帯の交換に適した材料です。

グラファイトと炭素繊維の主な違いは、炭素繊維が強いのにグラファイトが壊れやすいという事実です。 この違いは、グラファイトが鉛筆でうまく機能し、炭素繊維がスポーツ用品、飛行機、スペースシャトルでうまく機能する理由を説明しています。

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