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颯卓科紡:碳纖維的規(guī)格和指標(biāo)

更新更新時(shí)間:2025-01-17

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一、碳纖維的規(guī)格分類  

單一的碳纖維非常細(xì),只有頭發(fā)絲的五十分之一左右。無數(shù)的碳纖維集合在一起,可以制作成碳纖維布、碳纖維管、碳纖維加工件等,它們在眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

碳纖維的規(guī)格常見的有K、T、M三種,它們都代表什么意思呢?下面小編給大家解釋一下。


K-絲束大小


K指的是一束碳纖維中有多少根碳纖維單絲。1K指的是一束碳纖維中有1000根單絲,3K指的是一束碳纖維中有3000根單絲,所以這個(gè)K,可以把它看成千這個(gè)單位。常用的有1K、3K、6K、12K。一般而言,1K、3K、6K、12K和24K的被稱為小絲束;48K、60K、80K、120K及以上的則稱為大絲束。

從強(qiáng)度上來看,K數(shù)越小,強(qiáng)度越低,但是售價(jià)上,K數(shù)小的反而貴,成反比例。由于具有輕量化和高強(qiáng)度等特點(diǎn),小絲束碳纖維通常用于航空航天工業(yè),比如直升機(jī)旋翼葉片、機(jī)翼組件、螺旋槳、座椅和儀表外殼等。3K和12k是受歡迎的材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域、建筑、娛樂和體育用品。


T-強(qiáng)度


T這個(gè)型號表示的是碳纖維的強(qiáng)度。T值越大,強(qiáng)度越高,T300的強(qiáng)度越低,而T1000的強(qiáng)度是最高的。這是碳纖維行業(yè)的頭部日本東麗公司所使用的碳纖維型號。常見的有T300、T600、T700、T800和T1000。T600以上,比較高級的只生產(chǎn)12K以上的碳纖維,只有T300等級的才有1K,3K的碳纖維。


M-模量


M代表的是模量。也是日本東麗公司所使用的碳纖維型號,東麗公司將其碳纖維產(chǎn)品分為標(biāo)準(zhǔn)模量級(230 GPa)、中模量級(294 GPa)和高模量級(>350 GPa),包括M35J、M50J、M60J,其中,M60J的模量是最大的。目前在國內(nèi)民用領(lǐng)域絕色大部分為T系列,而M系列僅用于宇航方面

二、碳纖維的種類

  按照前驅(qū)體纖維類型,碳纖維可以分為:聚丙烯腈(PAN)基碳纖維;瀝青基碳纖維;粘膠基碳纖維;其他類型碳纖維(如木質(zhì)素基碳纖維、聚丙烯基碳纖維等)。

  按照纖維力學(xué)性能(拉伸模量),碳纖維可以分為:超高模量碳纖維(Ultra-high-modulus,UHM,模量>500GPa);高模量碳纖維(high-modulus,HM,模量350-500GPa);中等模量碳纖維(Intermediate-modulus,IM,模量250-300GPa);標(biāo)準(zhǔn)模量碳   纖維(Standard-modulus,模量230-250GPa);低模量碳纖維(Low modulus,LM,模量<100gpa,抗拉強(qiáng)度>3.0Gpa)。

  根據(jù)最終熱處理溫度,碳纖維分為:I型,高熱處理碳纖維(high-heat-treatment,HTT),最終熱處理溫度在2000°C以上,可與高模量型碳纖維相關(guān)聯(lián);II 型,中間熱處理碳纖維 (intermediate-heat-treatment,IHT),最終熱處理溫度在 1500°C 左右或以上,可以與高強(qiáng)度型碳纖維相關(guān)聯(lián);III 型,低熱處理碳纖維,最終熱處理溫度不超過 1000°C。這些是低模量和低強(qiáng)度碳纖維材料。

三、主流碳纖維的制備技術(shù)

市場上90%以上碳纖維以PAN基碳纖維為主。PAN基碳纖維的生產(chǎn)工藝主要包括原絲生產(chǎn)和原絲碳化兩個(gè)過程:首先通過丙烯腈聚合和紡紗等一系列工藝加工成被稱為“母體“的聚丙烯腈纖維或原絲, 將這些原絲放入氧化爐中在200到300℃進(jìn)行氧化,還要在碳化爐中,在溫度為1000到2000℃下進(jìn)行碳化等工序制成碳纖維。


碳纖維生產(chǎn)工藝流程


碳纖維生產(chǎn)車間


碳纖維前驅(qū)體PAN原絲

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