繊維強化材として使用される炭化ホウ素
炭化ホウ素（化学式： B₄C）は優れた繊維強化材であり、複合材料製造において、その超高硬度（ダイヤモンドと立方晶窒化ホウ素に次ぐ）、高い強度対重量比、そして卓越した化学的・熱的安定性が評価されています。強化材としての主な用途は、 複合材料マトリックス（金属、セラミックス、ポリマーなど）の機械的特性 と 耐環境性の向上です。
繊維強化材としての主な応用シナリオ
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航空宇宙および防衛複合材料
- 航空機エンジンブレード、ミサイルノーズコーン、装甲板などの部品の製造に使用される軽量金属マトリックス（アルミニウム、チタン合金など）またはセラミックマトリックス（アルミナ、炭化ケイ素など）を強化するために使用されます。
- 利点: 炭化ホウ素繊維は、全体の重量を低く抑えながら複合材料に高い硬度と耐摩耗性を追加します。これは、航空機の燃料消費量を削減し、装甲の可動性を向上させるために重要です (例: 軍用の防弾チョッキ)。
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高温産業用部品
- 耐熱セラミック複合材を強化し、炉のライニング、高温ノズル、熱保護シールド（工業用窯やロケット発射システムなど）などの製品に使用します。
- 根拠:不活性雰囲気中、最高2400°Cの温度でも構造的安定性を維持し 、酸化に耐えるため、極度の熱下でも複合材の変形や劣化を防ぎます。
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耐摩耗エンジニアリング部品
- ポリマーマトリックス（エポキシ樹脂など）または金属マトリックスと混合して、ポンプのインペラ、切削工具の刃先、機械シール（鉱業、石油掘削、機械製造に使用）などの摩耗しやすい部品を製造します。
- 利点: 高い硬度 (モース硬度約 9.3) により、摩擦や磨耗による表面の摩耗が大幅に軽減され、強化されていない材料に比べて部品の耐用年数が 2 ～ 5 倍長くなります。
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原子力産業用遮蔽複合材料
- 原子炉や放射性廃棄物貯蔵施設の中性子遮蔽材用のポリマーまたはコンクリートマトリックスを強化します。
- 独自の特性: ホウ素原子は中性子を吸収する能力が強いため (中性子捕獲断面積が大きい)、炭化ホウ素繊維強化複合材は過度の重量を加えずに有害な放射線を効果的に遮断します。