詳細(xì)盤點(diǎn)不同型號(hào)碳纖維在航空航天、汽車、海洋等領(lǐng)域應(yīng)用

   東麗碳纖維歐洲公司的碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)在航空、國防與航天、壓力容器、海洋、汽車等諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用。本系列文章將主要介紹該公司不同型號(hào)碳纖維在眾多領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

本文首先介紹了民機(jī)（包括民用航空和民用直升機(jī)）、軍機(jī)（包括戰(zhàn)斗機(jī)和軍用直升機(jī)）、無人機(jī)、衛(wèi)星航天器以及汽車工業(yè)用碳纖維類型及特點(diǎn)。

01 民機(jī)（民航和民用直升機(jī)）用碳纖維類型與特點(diǎn)

碳纖維類型：T700G、T800S碳纖維

最初東麗公司碳纖維的使用僅限于飛機(jī)次級(jí)結(jié)構(gòu)件（如座椅、艙口、特定隔板等）。隨著碳纖維材料優(yōu)勢(shì)凸顯，這種材料的使用后來擴(kuò)展到機(jī)翼、機(jī)身、舵和發(fā)動(dòng)機(jī)等主要結(jié)構(gòu)部件。

作為東麗公司系列碳纖維產(chǎn)品的核心，以下兩款產(chǎn)品是專門為航空行業(yè)開發(fā)的：

• T700G：作為一種航空級(jí)碳纖維，具有更高的拉伸模量和更好的纖維基體粘合力，尤其適用于承受橫向機(jī)械應(yīng)力的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

• T800S：第二代航空級(jí)碳纖維，將中等模量纖維特性與工業(yè)規(guī)模用途相結(jié)合，使其成為主要航空結(jié)構(gòu)的首選纖維。

02 軍機(jī)（戰(zhàn)斗機(jī)和軍用直升機(jī)）用碳纖維類型與特點(diǎn)

碳纖維類型：T300/T300J、T800H碳纖維

自成立以來，東麗碳纖維歐洲公司一直為歐洲的國防工業(yè)提供支持。公司碳纖維在包括空中客車A400M、達(dá)索陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)、空客直升機(jī)NH90等許多軍用飛機(jī)和直升機(jī)項(xiàng)目上都得到了驗(yàn)證和應(yīng)用。

T300/T300J碳纖維是第一種在歐洲生產(chǎn)的Torayca?碳纖維；而T800H碳纖維作為一種中等模量纖維，主要用于先進(jìn)的航空航天項(xiàng)目。

03 無人機(jī)用碳纖維類型與特點(diǎn)

碳纖維類型：M40J、M46J高模量碳纖維

在無人機(jī)（Unmanned Air Vehicles ，UAV）領(lǐng)域通過大量使用碳纖維可以使其更輕、更快且飛得更遠(yuǎn)。

最新一代無人機(jī)采用東麗M40J和M46J碳纖維，是因?yàn)槠?strong style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">具有高拉伸強(qiáng)度和高模量，兼具非凡的輕質(zhì)性和耐用性，優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性使無人機(jī)完全適合在陸地或海洋環(huán)境中運(yùn)行。

04 衛(wèi)星航天器用碳纖維類型與特點(diǎn)

碳纖維類型：M55J、M60J高模量碳纖維

太空環(huán)境極其惡劣，溫度的極端變化導(dǎo)致傳統(tǒng)材料變形，使碳纖維成為唯一能夠承受這些條件的材料，尤其是具有高強(qiáng)度、高剛度和輕量化特性的高模碳纖維復(fù)合材料。

Torayca?M55J及M60J高模量碳纖維可以提供無與倫比的輕盈度和尺寸穩(wěn)定性，代表性應(yīng)用包括:太陽能電池板、反射器、天線、衛(wèi)星桁架等。

05 汽車工業(yè)用碳纖維類型與特點(diǎn)

碳纖維類型：從低端到高端多款碳纖維

與傳統(tǒng)材料相比，碳纖維復(fù)合材料可以顯著降低車輛結(jié)構(gòu)的重量：與鋁相比節(jié)省30%，與鋼相比節(jié)省70%。東麗公司在一級(jí)方程式賽車和其他賽車運(yùn)動(dòng)方面的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)幫助汽車制造商突破技術(shù)界限，特別是現(xiàn)如今的一級(jí)方程式賽車結(jié)構(gòu)的70%由碳纖維制成。除了重量減輕、剛性增加和提高耐熱性之外，碳纖維復(fù)合材料的使用也大大改善了駕駛員的安全性。

• T300：由于高產(chǎn)品質(zhì)量，1K、3K和6K規(guī)格的T300非常適合汽車內(nèi)飾應(yīng)用。

• T800H、T1100G：一級(jí)方程式賽車領(lǐng)域應(yīng)用的中模量碳纖維。

• M40J、M46J和M55J：主要設(shè)計(jì)高端汽車結(jié)構(gòu)中需要高抗拉強(qiáng)度和高模量的應(yīng)用。

     東麗碳纖維歐洲公司（Toray Carbon Fibers Europe）成立于1982年，1985年碳纖維生產(chǎn)線投產(chǎn)，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前該公司擁有碳纖維產(chǎn)能達(dá)到5200噸/年；2023年10月3日，日本東麗官網(wǎng)正式宣布決定擴(kuò)大法國子公司東麗碳纖維歐洲公司的中/高模量（小絲束）碳纖維的生產(chǎn)產(chǎn)能新增年產(chǎn)能1000噸，新產(chǎn)能預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)。日本東麗歐洲子公司宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，2025年東麗碳纖維總產(chǎn)能有望超7萬噸/年。

（圖1.  東麗碳纖維高強(qiáng)與高模產(chǎn)品系列）

（圖2.   東麗T1100級(jí)高強(qiáng)度碳纖維生產(chǎn)工藝及應(yīng)用場(chǎng)景）

（圖3.  T1200超高強(qiáng)度碳纖維和TORAYCA?產(chǎn)品系列）

（圖4.   東麗碳纖維主導(dǎo)產(chǎn)品性能指標(biāo)）