日本東麗公司的碳纖維產(chǎn)品分類及應(yīng)用
摘 要
本文主要介紹了東麗碳纖維分類產(chǎn)品的性能特點、應(yīng)用及規(guī)格,概述了東麗碳纖維在航空航天、工業(yè)應(yīng)用及體育休閑三大領(lǐng)域應(yīng)用情況。
東麗公司碳纖維主要是按照力學(xué)性能進(jìn)行區(qū)分,按照拉伸強度和拉伸模量可以分為T系列和M系列:
T 系列高強度碳纖維:分別標(biāo)準(zhǔn)模量級和高強/超高強中模級 ;
M系列包括高模M系列和高強高模MJ系列。
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標(biāo)準(zhǔn)模量碳纖維
標(biāo)準(zhǔn)模量(Standard modulus )碳纖維通常具有225GPa-235GPa(33-34msi)或略高的纖維模量。TorayT300標(biāo)準(zhǔn)模量碳纖維是公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)碳纖維,已經(jīng)生產(chǎn)了30多年。T700S則是拉伸強度最高的標(biāo)準(zhǔn)模量級碳纖維。標(biāo)準(zhǔn)模量碳纖維涵蓋1K到24K不同規(guī)格。T300:用于航空航天應(yīng)用領(lǐng)域,具有20多年應(yīng)用歷史、30年的生產(chǎn)歷史,以平衡復(fù)合材料特性、高質(zhì)量、一致性、可靠性和穩(wěn)定供貨而聞名。T400H:拉伸強度高于T300和T300J,專為航空航天應(yīng)用而設(shè)計。
T700S?:可提供最高強度的標(biāo)準(zhǔn)模量級碳纖維,具有出色的加工特性,適用于纖維纏繞、編制和預(yù)浸料。這種無捻纖維主要用于各種工業(yè)和休閑娛樂用品,包括天然氣汽車(NGV)儲罐和SCBA呼吸罐等壓力容器。
T700G?:較T700S的拉伸模量和粘合性能有所提升。這種無捻纖維的應(yīng)用主要包括飛機和高性能運動用品。
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高強/超高強中模碳纖維
中模(Intermediate modulus,IM)碳纖維的拉伸模量為290 GPa(42msi)。IM纖維最初是為航空航天應(yīng)用而開發(fā)的,現(xiàn)在也可用于休閑娛樂和工業(yè)應(yīng)用。Toray提供各種規(guī)格IM纖維,結(jié)合不同價位和性能特征,可滿足各行各業(yè)的需求。Toray的IM纖維規(guī)格包括6K,12K,18K和24K。按照拉伸強度可以分為高強中模碳纖維(T800H、T800S、T1000G)和新一代超高強中模碳纖維(T1100G、T1100S)。T800H :高強中模碳纖維,具有高水平和平衡復(fù)合特性。為滿足飛機輕量化需求而設(shè)計開發(fā)的品種,主要用于商用飛機的一級結(jié)構(gòu),包括垂直鰭和水平穩(wěn)定器。
T800S?:T800H的一種非常經(jīng)濟(jì)的、更高拉伸強度的替代品。這種無捻纖維具有特別高拉伸性能。
T1000G:伸長率最高的碳纖維,適用于輕質(zhì)、高強領(lǐng)域,如航空航天器和衛(wèi)星的壓力容器,以及燃料電池車輛儲氫瓶。
T1100G?:新一代超高強中模碳纖維,擁有最高拉伸強度的PAN基碳纖維,在傳統(tǒng)制造方法(編織,預(yù)浸帶等)中具有優(yōu)異的加工性能。
T1100S?:新一代超高強中模碳纖維,擁有最高拉伸強度的PAN基碳纖維,在傳統(tǒng)制造方法(長絲纏繞)中具有優(yōu)異的加工性能。
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高模碳纖維
Toray的MJ和M系列高模量碳纖維代表了最高模量的PAN基碳纖維。PAN基高模量纖維性能優(yōu)于瀝青基纖維,其原因在于其拉伸強度和壓縮強度通常是相應(yīng)瀝青基纖維的兩倍以上。MJ系列纖維比M系列纖維具有更高的拉伸強度和伸長率。剛度和熱膨脹系數(shù)(CTE)是其獲得應(yīng)用的關(guān)鍵,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括:航天器,優(yōu)質(zhì)體育用品和工業(yè)輥。
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東麗碳纖維主要應(yīng)用領(lǐng)域
航空航天:TORAYCA?碳纖維被視為現(xiàn)代航空航天應(yīng)用的重要組成,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括美國波音、歐洲空客商用飛機的主承力和次承力結(jié)構(gòu),國際空間站,衛(wèi)星,火箭發(fā)動機外殼以及波音三角洲計劃中一次性運載火箭等。TORAYCA?T800碳纖維是目前唯一獲得美國聯(lián)邦航空局(FAA)認(rèn)證的、可為波音777提供關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的原材料。
工業(yè)應(yīng)用:TORAYCA?碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用不斷擴(kuò)展。從消防員減負(fù)到使汽車更加省油,由TORAYCA?纖維制成的輕質(zhì)儲罐正在取代傳統(tǒng)的金屬壓力容器。性能提升的X射線設(shè)備、儲能電池、地面天線、風(fēng)力發(fā)電葉片和工業(yè)用輥都是TORAYCA?碳纖維改變生活的一些典型應(yīng)用。
娛樂休閑:TORAYCA?碳纖維是適用于體育休閑產(chǎn)品的最佳材料解決方案。典型產(chǎn)品包括高爾夫球桿桿身、商業(yè)和游戲釣魚桿、沖浪設(shè)備、自行車部件、滑雪設(shè)備和網(wǎng)球拍。此外,TORAYCA?碳纖維是美洲杯帆船和其他高性能船舶的首選。(來源:碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù))
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