炭素繊維強化炭素複合材料（CFRC）は、主に軽量、高強度、耐高温性、耐食性などのさまざまな役割を有し、多くの分野で広く使用されています。
まず、軽量であることが炭素繊維強化炭素複合材の主な利点の 1 つです。密度は鉄の1/4～1/5、アルミニウムの約1/2であり、この素材を使用した製品は大幅な軽量化が可能です。軽量化により輸送時のエネルギー消費が削減されるだけでなく、製品のエネルギー効率が向上し、炭素排出量の削減にもつながります。
第二に、高強度も炭素繊維強化炭素複合材料の重要な特性です。一般的なカーボン素材に比べて引張強度や弾性率が高く、繊維配向が材料の強度に大きく影響します。力を受けると、その応力-ひずみ曲線は「擬塑性効果」を示します。つまり、荷重の印加の初期段階では線形であり、その後は双一次関係になります。アンロードおよび再ロード後も、曲線は線形のままであり、元の荷重レベルに到達する可能性があります。
さらに、高温耐性と耐食性も炭素繊維強化炭素複合材料の重要な特性です。優れた耐熱摩耗性を備えており、高温でも構造の完全性と強度を維持できます。室温 2200 度でも強度を維持でき、高い破壊靱性、耐疲労性、耐クリープ性を備えています。酸、アルカリ、塩水噴霧などの腐食環境において、炭素繊維強化炭素複合材料は優れた耐食性を示し、海洋工学や化学物質の貯蔵タンクなどのシナリオに適しています。
応用分野に関しては、炭素繊維強化炭素複合材料は複数の産業で広く使用されています。自動車製造では、燃料効率を向上させ、運転コストを削減するために、ボディ構造やシャーシ部品に使用されます。航空宇宙分野では、航空機の構造部品やエンジンブレードなどに使用され、飛行性能の向上や燃料消費量の削減に貢献しています。風力発電産業では、発電効率を向上させ、運用コストを削減するために、風力タービンブレードの製造に使用されます。建設業界では、建物の支持力と耐久性を向上させるために、コンクリート構造物の強化や修復に使用されます。エネルギー貯蔵装置では、重量を軽減し、構造の安定性を向上させるために、バッテリーのハウジングとフレームに使用されます。