Carbon Fiber는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열, 탄화하여 만든 섬유이다. 원료로는 셀룰로스, 아크릴 섬유, 비닐론, 피치(pitch) 등이 쓰이는데, 원료에 따라 또는 처리 온도에 따라 분자배열과 결정의 변화가 생깁니다. 일반적으로 탄소의 육각 고리가 연이어 층상격자를 형성한 구조이며 금속광택이 있고 외관적으로 검은색이나 회색을 띕니다. 시중에서 많이 유통되고 사용되고 있는 고강도 CF의 경우, 폴리아크릴로니트릴(PAN : polyacrylonitrile) 섬유를 내염화 처리를 한 후에, 1000°~1500℃에서 탄화하면 탄소 섬유가 얻어집니다. 이것을 다시 2500˚~3000℃의 고온으로 열처리하면 흑연화하여 고탄성 섬유가 되는데, 이것이 CFRP용 PAN계 섬유가 됩니다. 특징은 내식성이 크고, 열팽창이 작으며, 전기 전도성이 좋고, 또 내열성이 뛰어납니다. 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하며, 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져나가 중량이 감소되므로 금속보다 가볍고 반면에 금속에 비해 탄성과 강도가 뛰어납니다. 이런 특성으로 인해 스포츠용품, 항공우주산업, 자동차, 토목건축, 전기전자, 통신, 환경산업(공기정화기, 정수기) 등 각 분야의 고성능 산업용 소재로 널리 사용됩니다.
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