關於碳纖維型號,你通常聽到的T1000、T800是不是感覺懵懵懂懂,「T」代表什麼意思?1000又代表啥?數字越大性能越好麼?
本文對日本東麗公司的碳纖維型號問題做了詳細解讀,速來科普。
通常,東麗碳纖維分為兩個系列T和M。T系列表示的是拉伸強度,M系列表示的是模量。如果模量和強度還分不清,請看我以前寫的《技術角度看中國為什麼搞不好碳纖維》有介紹。M系列包含了MJ類別的碳纖維,相對於舊的M系列,MJ類的碳纖維是改進了拉伸和壓縮強度性能的碳纖維。
起初在T系列碳纖維中後三位或四位數字代表著近似的拉伸強度,單位是kgf/mm2或者ksi。例如T700拉伸強度為711ksi。這裡的單位用的是英制單位,通常我們看公制單位MPa,卻理解不了數字是什麼意思。
在M系列碳纖維中,字母後兩位數字代表近似的拉伸模量,例如M55J的拉伸模量為55*1000kgf/mm2.。具體每一種碳纖維的性能參數在後邊的數據表裡可以查閱。
最早,東麗公司生產出來的碳纖維都是加捻的。因為一些領域的應用,東麗也開始生產無捻和解捻纖維,捻型可以按照下邊說明表示:
空白
加捻纖維
B
解捻纖維(加捻纖維通過解捻工藝)
C
無捻纖維
絲束代表著每一束碳纖維中包含多少根纖維。東麗公司絲束通常在1000到48000根每束。
為了保證碳纖維在運輸和使用過程中不被磨損,起毛,在碳纖維生產線最後都會給碳纖維加上漿劑用以保護碳纖維。上漿劑也承擔著纖維和樹脂結合的作用,起初用作複合材料的樹脂大多為環氧樹脂,所以東麗公司的上漿劑也多為環氧樹脂。隨著使用領域的要求變化,現在有不同的上漿劑類型的碳纖維可以選擇。也並不是所有碳纖維都有所有的上漿劑類型,具體參數可以查看後邊的參數表。
上漿劑類型
樹脂體系
1
環氧
3
環氧
4
環氧、酚醛、雙馬來醯亞胺
5
環氧、酚醛、聚酯、乙烯基酯
6
環氧
F
無上漿劑
9
無上漿劑
東麗公司為了改善纖維和樹脂的結合性能,對碳纖維表面進行了處理,處理方法是氧化,在碳纖維表面引入氧原子通過化學鍵促進纖維與樹脂的結合。表面處理代碼如下:
東麗公司為了改善纖維和樹脂的結合性能,提供不同碳纖維表面上漿劑的量。由字母(A-E)進行區分。因為使用用途不一樣,該字母通常和上漿劑種類一起加以區分。
拉伸強度: 3530 Mpa
拉伸模量: 230 Gpa
伸 長 率: 1.5 %
密 度: 1.76 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 1K 3K 6K 12K
上 漿 劑: 40A , 40B 1.0%
40D 0.7%
50A , 50B 0.7%
捻 狀: 加捻,無捻,解捻
熱膨脹係數: -0.41 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.19 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.025 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.7 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 93 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4210 Mpa
拉伸模量: 230 Gpa
伸 長 率: 1.8 %
密 度: 1.78 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 3K 6K 12K
上 漿 劑: 40B 1.0%
50C 1.0%
捻 狀: 無捻,解捻
熱膨脹係數: -0.43 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.18 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0223 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.5 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 94 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4410 Mpa
拉伸模量: 250 Gpa
伸 長 率: 1.8 %
密 度: 1.80 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 3K 6K
上 漿 劑: 40A , 40B 1.0%
40D 0.7%
捻 狀: 加捻,無捻
熱膨脹係數: -0.45 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.18 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0252 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.6 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 94 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4140 Mpa
拉伸模量: 230 Gpa
伸 長 率: 1.8 %
密 度: 1.79 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 12K 24K 48K
上 漿 劑: 20C , 50C 1.0%
60E 0.3%
F0E 0.7%
捻 狀: 無捻
拉伸強度: 4900 Mpa
拉伸模量: 240 Gpa
伸 長 率: 2.0 %
密 度: 1.80 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 12K 24K
上 漿 劑: 31E 0.5%
捻 狀: 無捻
拉伸強度: 4900 Mpa
拉伸模量: 230 Gpa
伸 長 率: 2.1 %
密 度: 1.80 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 6K 12K 24K
上 漿 劑: 50C 1.0%
捻 狀: 無捻
熱膨脹係數: -0.38 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.18 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0224 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.6 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 93 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 5490 Mpa
拉伸模量: 294 Gpa
伸 長 率: 1.9 %
密 度: 1.81 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 6K 12K
上 漿 劑: 40A , 40B 1.0%
50B 0.7%
捻 狀: 加捻,解捻
熱膨脹係數: -0.56 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.18 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0839 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.4 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 96 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 5880 Mpa
拉伸模量: 294 Gpa
伸 長 率: 2.0 %
密 度: 1.80 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 24K
上 漿 劑: 10E 0.5%
捻 狀: 無捻
拉伸強度: 6370 Mpa
拉伸模量: 294 Gpa
伸 長 率: 2.2 %
密 度: 1.80 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 12K
上 漿 劑: 40D 0.7%
捻 狀: 解捻
熱膨脹係數: -0.55 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.18 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0765 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.4 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 95 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 5100 Mpa
拉伸模量: 230 Gpa
伸 長 率: 1.7 %
密 度: 1.73 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 18K
上 漿 劑: 11E 0.5%
捻 狀: 無捻
拉伸強度: 5490 Mpa
拉伸模量: 294 Gpa
伸 長 率: 1.9 %
密 度: 1.73 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 18K
上 漿 劑: 50C 1.0%
捻 狀: 無捻
拉伸強度: 4700 Mpa
拉伸模量: 343 Gpa
伸 長 率: 1.4 %
密 度: 1.75 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 6K 12K
上 漿 劑: 50B 1.0%
捻 狀: 解捻
熱膨脹係數: -0.73 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.0933 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.1 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 2740 Mpa
拉伸模量: 392 Gpa
伸 長 率: 0.7 %
密 度: 1.81 g/㎝3
直 徑: 7 μm
絲 束: 1K 3K 6K 12K
上 漿 劑: 40A , 40B 1.0%
50A , 50B 0.7%
捻 狀: 加捻,解捻
熱膨脹係數: .......... 10(-6)/℃
比 熱 容: .......... Cal/g · ℃
熱 導 率: .......... Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 0.8 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量:<50 ppm
拉伸強度: 4410 Mpa
拉伸模量: 377 Gpa
伸 長 率: 1.2 %
密 度: 1.77 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 3K 6K 12K
上 漿 劑: 50A , 50B 1.0%
捻 狀: 加捻,解捻
熱膨脹係數: -0.83 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.164 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 1.0 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4210 Mpa
拉伸模量: 436 Gpa
伸 長 率: 1.0 %
密 度: 1.84 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 6K 12K
上 漿 劑: 50A , 50B 1.0%
捻 狀: 加捻,解捻
熱膨脹係數: -0.90 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.202 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 0.9 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4120 Mpa
拉伸模量: 475 Gpa
伸 長 率: 0.8 %
密 度: 1.88 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 3K 6K
上 漿 劑: 50B 1.0%
捻 狀: 解捻
熱膨脹係數: -1.00 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.234 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 0.9 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 4020 Mpa
拉伸模量: 540 Gpa
伸 長 率: 0.8 %
密 度: 1.91 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 6K
上 漿 劑: 50B 1.0%
捻 狀: 解捻
熱膨脹係數: -1.10 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.372 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 0.8 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
拉伸強度: 3920 Mpa
拉伸模量: 588 Gpa
伸 長 率: 0.7 %
密 度: 1.93 g/㎝3
直 徑: 5 μm
絲 束: 3K 6K
上 漿 劑: 50A, 50B 1.5%
捻 狀: 加捻,解捻
熱膨脹係數: -1.10 10(-6)/℃
比 熱 容: 0.17 Cal/g · ℃
熱 導 率: 0.362 Cal/㎝ · s · ℃
電 阻: 0.7 ×10(-3)Ω·㎝
含 碳 量: 99 %
鈉 鉀 含 量: <50 ppm
來源:碳纖維研習社 文/蘇格拉偉(微信號:zahawe)
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