提到碳纖維復(fù)合材料,自然繞不開一家日本企業(yè),它就是東麗(Toray)。東麗作為全球碳纖維原絲制備和預(yù)浸料生產(chǎn)的龍頭企業(yè),業(yè)務(wù)范圍輻射全球,目前我們國(guó)內(nèi)使用的大部分碳纖維復(fù)合材料制品的原來也來自這家企業(yè)。
 
碳纖維預(yù)浸料
 
接觸過碳纖維復(fù)合材料的企業(yè),可能會(huì)聽過T300、T700、1K、3K、12K等等這樣的型號(hào)術(shù)語,其實(shí)這些都是碳纖維的行話,代表的是不同參數(shù)的碳纖維型號(hào),當(dāng)然這些術(shù)語都來自日本東麗。
 
碳纖維T300、T700是什么意思?
 
其實(shí)不僅僅是T300、T700,還有T400、T800、T1000、T1100和T1200等等,這個(gè)T值得是碳纖維的拉伸強(qiáng)度,是物理性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。比如T300的拉伸膜量為3530Mpa,T700的指拉伸強(qiáng)度為711ksi。Mpa和ksi(千磅/平方英尺),以及kgf/mm^2,這些都是拉伸模量的單位,其中ksi和kgf/mm2是英制單位,Mpa是國(guó)際單位。
 
碳纖維M35、M40又是什么意思?
 
與T對(duì)應(yīng)的還有M標(biāo)志,是指彈性模量,是另外一種重要的物理性能指標(biāo)。目前有M35、M40、M60等多個(gè)等級(jí),主要用在高級(jí)運(yùn)動(dòng)器材、火箭、航天器、衛(wèi)星上面,制造難度要比T系列難的多。起初抗拉模量M也是用英制單位kgf/mm^2表示,現(xiàn)在已改用Gpa表示。
 
延伸:碳纖維材料的拉伸強(qiáng)度提升,往往伴隨著犧牲彈性模量,也就是說T和M很難兼得,為了解決這個(gè)問題,科學(xué)家們又研究發(fā)明了高強(qiáng)度高模量的MJ系列,如M40J、M60J等。
 
碳纖維絲束編織過程
 
碳纖維3K、6K代表什么?
 
K,這個(gè)字母代表的其實(shí)就是千的意思,3K就是3000,6K就是6000。碳纖維絲束在編織過程中,需要成千上萬根的原絲共同完成。可以看看上面的這張動(dòng)態(tài)圖片,然后我們?cè)俳又抡f。拿3K舉例,一束碳纖維中包含3000根碳纖維原絲,而6K則是6000根,原絲數(shù)量越多,則碳纖維絲束的強(qiáng)度也就越大。
 

碳纖維原絲與發(fā)絲對(duì)比
 
擴(kuò)展:1K、3K、6K和12K屬于小絲束,48K、60K和120K屬于大絲束。碳纖維1絲相當(dāng)于1/10根頭發(fā)那么細(xì),但是強(qiáng)度確實(shí)金屬的好幾倍,真正的人不可貌相。
 
日本東麗提供了全球超過50%的碳纖維原絲和預(yù)浸料的產(chǎn)能,如果不想受制于人,只有在碳纖維領(lǐng)域加大研究力度和資金投入,才能真正的自強(qiáng),自給自足。