产品·日本东丽碳纤维产品的分类、性能及应用
本文摘要：（由ai生成）
本文介绍了东丽碳纤维的分类、性能、应用领域及优势，碳纤维分为T系列高强度和M系列高模量两大类，广泛应用于航空航天、工业及体育休闲领域。东丽碳纤维以全球运营网络、垂直开发、品质优良和技术先进为优势。同时，文章还解释了碳纤维及复合材料的主要术语，如前驱体和氧化过程。
本文介绍了东丽碳纤维分类产品的性能特点、应用及规格，概述了东丽碳纤维在航空航天、工业应用及体育休闲三大领域应用情况，并进一步对碳纤维及复合材料领域的主要专业性术语进行了阐述。
东丽公司碳纤维主要是按照力学性能进行区分，按照拉伸强度和拉伸模量可以分为T系列和M系列。
T系列高强度碳纤维：标准模量级和高强中模级
M系列：高模M系列和高强高模MJ系列
1、标准模量碳纤维
标准模量（Standard modulus ）碳纤维通常具有33-34msi或略高的纤维模量。TorayT300标准模量碳纤维是公认的行业标准碳纤维，已经生产了30多年。 T700S则是拉伸强度最高的标准模量级碳纤维。标准模量碳纤维涵盖1K到24K不同规格。
T300：用于航空航天应用领域，具有20多年应用历史、30年的生产历史，以平衡复合材料特性、高质量、一致性、可靠性和稳定供货而闻名。规格为1K，3K，6K和12K。
T400H：拉伸强度高于T300和T300J，专为航空航天应用而设计。规格为3K和6K。
T700S：可提供最高强度的标准模量级碳纤维，具有出色的加工特性，适用于纤维缠绕、编制和预浸料。这种无捻纤维主要用于各种工业和休闲娱乐用品，包括天然气汽车（NGV）储罐和SCBA呼吸罐等压力容器。规格为6K，12K和24K。
T700G ：较T700S的拉伸模量和粘合性能有所提升。这种无捻纤维的应用主要包括飞机和高性能运动用品。规格为12K。
2、高强中模碳纤维
中模（Intermediate modulus，IM）碳纤维的拉伸模量为42msi。 IM纤维最初是为航空航天应用而开发的，现在也可用于休闲娱乐和工业应用。Toray提供各种规格IM纤维，结合不同价位和性能特征，可满足各行各业的需求。Toray的IM纤维规格包括6K，12K，18K和24K。
T800H ：高强中模碳纤维，具有高水平和平衡复合特性。为满足飞机轻量化需求而设计开发的品种，主要用于商用飞机的一级结构，包括垂直鳍和水平稳定器。规格为6K和12K。
T800S：T800H的一种非常经济的、更高拉伸强度的替代品。这种无捻纤维具有特别高拉伸性能。仅提供24K规格。
T1000G：世界上拉伸强度最高的碳纤维。适用于轻质、高强领域，如航空航天器和卫星的压力容器，以及燃料电池车辆储氢瓶。仅提供12K规格。
T1100G ：下一代中模碳纤维，在传统制造方法（编织，预浸带等）中具有优异的加工性能。仅提供12K规格。
T1100S ：下一代中模碳纤维，在传统制造方法（长丝缠绕）中具有优异的加工性能。仅提供12K规格。
3、高模碳纤维
Toray的MJ和M系列高模量碳纤维代表了最高模量的PAN基碳纤维。 PAN基高模量纤维性能优于沥青基纤维，其原因在于其拉伸强度和压缩强度通常是相应沥青基纤维的两倍以上。 MJ系列纤维比M系列纤维具有更高的拉伸强度和伸长率。刚度和热膨胀系数（CTE）是其获得应用的关键，主要应用领域包括：航天器，优质体育用品和工业辊。
4、东丽碳纤维三大应用领域
航空航天：TORAYCA®碳纤维被视为现代航空航天应用的重要组成，主要应用领域包括美国波音、欧洲空客商用飞机的主承力和次承力结构，国际空间站，卫星，火箭发动机外壳以及波音三角洲计划中一次性运载火箭等。 TORAYCA®T800碳纤维是目前唯一获得美国联邦航空局（FAA）认证的、可为波音777提供关键结构件的原材料。
工业应用：TORAYCA®碳纤维在工业领域应用不断扩展。从消防员减负到使汽车更加省油，由TORAYCA®纤维制成的轻质储罐正在取代传统的金属压力容器。性能提升的X射线设备，储能电池，地面天线，风力发电叶片和工业用辊都是TORAYCA®碳纤维改变生活的一些典型应用。
娱乐休闲：TORAYCA®碳纤维是适用于体育休闲产品的最佳材料解决方案。典型产品包括高尔夫球杆杆身，商业和游戏钓鱼杆，冲浪设备，自行车部件，滑雪设备和网球拍。此外，TORAYCA®碳纤维是美洲杯帆船和其他高性能船舶的首选。
5、东丽碳纤维复合材料事业具有以下几大优势
1）遍布全球的运营网络，生产基地遍布日本、美国及欧洲；
2）预浸材料、中间材料、复合材料及碳纤维垂直开发；
3）品质一流的碳纤维系列产品；
4）拥有先进技术，因而造就质量稳定的预浸产品；
5）在飞机应用领域拥有牢固坚实的基础。
6、碳纤维及复合材料主要术语
前驱体：碳纤维原料。在PAN基碳纤维中聚丙烯腈纤维是前驱体，沥青基碳纤维则使用石油或煤焦油为前驱体。
氧化（热稳定化）：将PAN前驱体转化为交联结构的热处理阶段，使其能够在碳化过程中保持形状。
碳化：将热氧化稳定（预氧化）的PAN或沥青纤维加热至1200-1500℃的热处理，使纤维产生极限强度和模量。
石墨化：在惰性气氛如氮气中，在2,000~3000℃的温度下热处理的方法。该方法产生具有细石墨晶体结构和高模量性质的碳纤维。
表面处理：电化学处理，通过纤维表面的氧化产生与树脂基体粘合的化学活性位点。可根据需要，采用不同的表面处理方法来赋予不同的纤维表面特性。
上浆：将聚合物浆料涂覆到碳纤维表面以改善纤维可加工性，此外，浆料还可以改善增强纤维和基体树脂间的相容性。
预浸料：用聚合物基树脂体系对增强纤维进行浸渍进而形成的中间片材材料。树脂体系通常是部分固化形式的热固性树脂，但也使用热塑性树脂。碳纤维可以直接作为粗纱（即单向带）或作为织物（织造或非织造）掺入预浸料中。除了成分之外，预浸料还按其平方克重分类，通常以克/平方米（gsm）或盎司/平方码（oz / yd2）为单位。
CFRP（碳纤维增强塑料）：由碳纤维对聚合物基体进行增强产生的材料。 CFRP的机械和物理性质取决于所使用的基体和碳纤维的类型。
来源：美国东丽复材/中科院宁波材料所特种纤维事业部，碳纤维生产技术编辑整理。
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