Was ist der Unterschied zwischen T300, T700 und T800 Kohlefaser?

Kohlenstofffasern haben mehrere Vorteile, darunter hohe Steifigkeit, hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht, hohe chemische Beständigkeit, hohe Temperaturtoleranz und geringe Wärmeausdehnung. Beim Kauf von Kohlefaserprodukten oder -teilen achten wir in der Regel am meisten auf den Kohlenstoffgehalt. Wichtiger ist jedoch, welches Carbonfasermaterial bei der Herstellung verwendet wird. Da unterschiedliche Materialien unterschiedliche Anwendungen haben, möchten wir Ihnen einen detaillierten Unterschied zwischen T300, T700 und geben T800 Kohlefaser.

1.  Zusammensetzung der Kohlefaser

Kohlenstofffasern oder Kohlenstofffasern (alternativ CF, Graphitfaser oder Graphitfaser) sind Fasern mit einem Durchmesser von etwa 5–10 Mikrometern, die größtenteils aus Kohlenstoffatomen bestehen. Aufgrund der Zusammensetzung unterscheiden sich die Kohlenstofffasern T300, T700 und T800 im Kohlenstoffgehalt. Der Massenanteil von T300 beträgt 92,5 %, T700 beträgt ˃93 %, T800 beträgt ˃96 %. Stickstoff ist neben Kohlenstoff das primäre Element. Ersteres beträgt bei T300 6,96 %, bei T700 4,24 %, im Vergleich zu T700 war der Kohlenstoffgehalt deutlich höher als bei T300, die Verkokungstemperatur ist höher als bei T300. Der Gehalt an Natrium und Kalium in T300, T700S und T800S beträgt

Kohlenstofffasern werden üblicherweise mit anderen Materialien zu einem Verbundwerkstoff kombiniert. Wenn es mit einem Kunststoffharz imprägniert und gebacken wird, bildet es ein kohlenstofffaserverstärktes Polymer (oft auch als Kohlefaser bezeichnet), das ein sehr hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist und extrem steif, wenn auch etwas spröde ist.

Unterschiedliche Harze werden in verschiedenen Kohlefasermaterialien verwendet. Bitte überprüfen Sie die folgenden Daten:

KOMPATIBILITÄT DES HARZSYSTEMS

Aufgrund des unterschiedlichen Spinnverfahrens weist die Oberfläche von T300 und T700 unterschiedliche Oberflächeneigenschaften auf. Die Oberfläche von T300 ist rindenartig und weist keine offensichtlichen Rillen auf, was charakteristisch für das Nassspinnverfahren ist, erhältlich in den Kabelgrößen 1K, 3K, 6K und 12K. Und T700 weist eine glatte Oberfläche auf, die charakteristisch für das Trocken-Nass-Spinnen ist. Erhältlich in den Kabelgrößen 6K, 12K und 24K.

Die T800-Faser absorbiert Harz auf unterschiedliche Weise, was sie hinsichtlich Gewichtsreduzierung, Reaktivität und absoluter Festigkeit überlegen macht. Diese nie verdrillte Faser verfügt über hervorragende Zugfestigkeitseigenschaften und wurde speziell entwickelt, um die Gewichtseinsparungsanforderungen von Flugzeugen und Hochleistungs-Freizeitprodukten zu erfüllen. Hervorragende Verarbeitbarkeit in traditionellen Herstellungsmethoden (Weben, Flechten, Filamentwickeln, Prepreg usw.). Erhältlich in den Schleppgrößen 12K und 24K.

2.  Eigenschaften von Kohlefasern

T300 ist die erste von der japanischen TORAY-Firma erfundene Faser in den 1970er Jahren. Sie hat einen Fasermodul von 33–34 Msi oder etwas mehr, ist eine Art Standardmodul-Kohlenstofffaser und die kostengünstigste Kohlenstofffaser, gemessen an der Zugfestigkeit oder dem Modul pro Kosteneinheit. Daher sind die T300-Kohlenstofffasern mit Standardmodul von Toray ein anerkannter Industriestandard. T700 ist eine Kohlenstofffaser mit hoher Zugfestigkeit und Standardmodul, eine weitere Standard-Industriefaser. Aus Leistungssicht haben die Kohlefasern T300 und T700 den gleichen Zugmodul von 230 GPa und 7 μm Durchmesser; Aber in der Zugfestigkeit ist der Unterschied groß: T300 erreichte 3,53 GPa und T700 erreichte 4,90 GPa, wobei ersteres um 38,8 % erhöht wurde und die Dehnung von T700 um 40 % und die Volumendichte um 2,27 % zunahm.

T800 ist ein Mittelmodul mit einem Zugmodul von 42 Msi, eine Faser mit hoher Zugfestigkeit und hohen und ausgewogenen Verbundeigenschaften.

Zugfestigkeit: T300 beträgt 3530 [MPa], T700SC erreicht 4900 [MPa], während T800SC 5880 [MPa] beträgt,

Zugmodul: T300 beträgt 230 [GPa], T700S beträgt 230 [GPa], T800 beträgt 294 [GPa].

Die Dichte: T300 beträgt 1,76 g/cm2, T700 beträgt 1,80 g/cm2, T800 beträgt 1,80 g/cm2.

Filamentdurchmesser: T300 und T700 sind 7 μm, T800 ist 5 μm, der Durchmesser von T800 ist kleiner als die anderen beiden.

Verlängerung / Bruchdehnung: T300 beträgt 1,3 %, T700 beträgt 2,1 %, T800 beträgt 2 %.

CTE (Der Wärmeausdehnungskoeffizient): T300 beträgt -0,41 α⋅10 (-6)/˚C; T700S beträgt -0,3810 (-6) / °C und T800S beträgt -0,4 α ·10 (-6) /°C, T800H beträgt -0,56 α ·10 (-6) /°C.

Spezifische Wärmekapazität: T300 beträgt 0,777 J/g ·°C; T700S und T700G betragen 0,752 J/g ·°C, T800H beträgt 0,752 J/g ·°C, T800S beträgt 0,740 J/g ·°C.

Wärmeleitfähigkeit: T300 beträgt 0,105 J/cm·s·°C; T700S/T700G 0,096 J/cm ·s·°C, T800H beträgt 0,10 J/cm ·s·°C, T800S beträgt 0,113 J/cm ·s·°C.

Elektrischer Widerstand: T300 beträgt 1,7 x 10-3 Ω·cm; T700S 1,6 x 10-3 Ω·cm, T700G beträgt 1,5 x 10-3 Ω·cm; T800H beträgt 1,4 x 10-3 Ω·cm, T800S beträgt 1,3 x 10-3 Ω·cm.

So können Sie die Daten leicht wie folgt ermitteln: Kurz gesagt, T800-Kohlefaser ist in Bezug auf die Zugfestigkeit 11 % stärker als T700. T700-Kohlefaser ist 38,8 % stärker als T300.

3.  Kosten für Kohlefaser

T300-Kohlefaser Als frühester Verbundwerkstoff wird es seit 30 Jahren häufig eingesetzt. Am Anfang waren die Kosten sehr hoch. Der Preis für T300-Material 400 * 500 * 5 mm Kohlefaserplatte beträgt 130-140 US-Dollar, aber bei Toray Corporation werden die T300-Lieferungen immer größer und die Materialkosten werden immer niedriger. Die Kosten für T300-Kohlefaser sind jetzt sehr günstig. Der aktuelle Preis einer 400 * 500 * 5 mm großen Kohlefaserplatte liegt bei etwa 80 US-Dollar, was fast der Hälfte des Preises bei der ersten Markteinführung entspricht. In Bezug auf die Kosten ist der Preis für T700 etwa 40 % teurer als für T300, der Preis für eine 400 * 500 * 5 mm große T700-Kohlefaserplatte beträgt etwa 120 USD; während T800 30–40 % teurer ist als T700. Dies ist hauptsächlich auf die T700-Qualität zurückzuführen. Die Rohstoffkosten sowie die Produktions- und Verarbeitungskosten der T800-Kohlefaser unterscheiden sich von denen der T300, was dazu führt, dass der Endpreis für T700 und T800 viel teurer ist als für T300.

4.  Carbonfaser-Anwendungen 

Die interne Anordnungsstruktur des T300, des T700 und des T800 ist unterschiedlich, die Rohmaterial- und Produktverarbeitung ist unterschiedlich, was einen erheblichen Leistungsunterschied ausmacht. Sie unterscheiden sich also in den Anwendungsbereichen.

Derzeit ist die Produktion von Kohlefaserprodukte Im zivilen Markt basiert es hauptsächlich auf T300, was eine umfassende Berücksichtigung des Kosten-Leistungs-Verhältnisses darstellt. Was die Festigkeit betrifft, wissen wir, dass die Härte von Stahl sehr hoch ist, aber die Zugfestigkeit von T300-Kohlenstofffasern beträgt 3530 MPa, was dem Vierfachen von Stahl entspricht. Es ist sicherer und zuverlässiger in der Anwendung und hat eine längere Lebensdauer.

In Bezug auf die Anwendungsbereiche wird Stahl im Allgemeinen als Strukturteile verwendet, während T300-Kohlefaser für Strukturteile verwendet werden kann, aber auch für die Herstellung von Brieftaschen, Clips, Visitenkarten, Kunsthandwerk und anderen kleinen Gegenständen, die häufig im täglichen Leben verwendet werden, geeignet ist Drohnenrahmen und Rennwagen-Chassis sowie Carbonfaser-Lenkräder und andere Produkte.

Wenn das Produkt eine höhere Genauigkeit erfordert und die Einsatzumgebung bestimmte Anforderungen an die Produktfestigkeit stellt, können Sie sich natürlich für die Verwendung von T700- und T800-Kohlefasern entscheiden.  T700 Kohlefaser ist ein Material mit hoher Zugfestigkeit, das einzeln als Material für die Herstellung von Produkten verwendet werden kann. Da T700 sehr flexibel ist, kann es die Wahrscheinlichkeit von Rissen und Rissen in den hergestellten Kohlefaserprodukten erheblich reduzieren. Daher ist das T700-Material bei FPV-Drohnen-Enthusiasten sehr beliebt. Sie werden zur Konstruktion von Drohnenrahmen oder -armen verwendet und lösen sich beim Aufprall während des Fluges nicht auf.

T800 ist sehr leicht und steif, aber auch sehr spröde. Daher eignet sich T800 nicht für die separate Herstellung von Produkten, da T800 mit T700-Kohlefaser zusammen verwendet werden sollte, um die Steifigkeit der Produkte zu verbessern.

T800-Carbon ist stärker und leichter und in Bezug auf die Zugfestigkeit 11 % stärker als T700. Außerdem sorgt es für eine schnellere Rückreaktion. Auch hinsichtlich der Druckfestigkeit ist T800 etwas stärker als T700. 

T800 verwendet in:

1. Chinas High-Tech-Bereich wird in Raketenwerfern, Feststoffraketenmotoren, Satelliten und Raumfahrzeugen eingesetzt.

2. Im Flugzeug- und Automobilbau kann der Einsatz von Kohlefasermaterialien im Automobilbau einen Durchbruch bei der Leichtbauweise von Automobilen bringen und den gesellschaftlichen Nutzen der Energieeinsparung mit sich bringen. Die Industrie geht davon aus, dass Carbonfasern in Zukunft im Automobilbau immer häufiger zum Einsatz kommen werden.

3. Im Eisenbahnbau werden große Dachsysteme und Schallschutzwände in Zukunft gute Einsatzmöglichkeiten haben, was auch ein vielversprechender Anwendungsbereich für T800-Kohlenstofffasern sein wird. Der Druckbehälter wird hauptsächlich am Tank für komprimiertes Erdgas (CNG) des Autos und auch am fest installierten Atemschutzgerät (SCBA) der Feuerwehrleute verwendet. CNG-Dosen stammen aus den USA und europäischen Ländern, mittlerweile haben auch Japan und andere asiatische Länder großes Interesse an der Anwendung gezeigt. Weitere Anwendungen der T800-Kohlenstofffaser umfassen Maschinenteile, elektrische Haushaltsgeräte, Computer und die Herstellung von Verbundwerkstoffen für Halbleiterbauelemente, die zur Verstärkung, zum antistatischen Schutz und zum Schutz vor elektromagnetischen Wellen verwendet werden können.

5.  Leichtbaulösungen aus Kohlefaser

Heutzutage müssen immer mehr Produkte das Gewicht ihrer Produkte optimieren, um das Gewicht der Produkte zu reduzieren und gleichzeitig die Festigkeit der Produkte sicherzustellen. Dies erfordert, dass wir die aktualisieren und ersetzen Materialien. Das Folgende ist die leichte Lösung, die wir durch Experimente als Referenz erhalten haben. Die Verwendung von 4,99 mm dickem T300-Material entspricht der Festigkeit von 4 mm dickem T400-Material, was der Festigkeit von T700SC mit 3,6 mm Dicke oder T700H mit 3,21 mm Dicke oder der Festigkeit von 3 mm Dicke von T800S entspricht. Daher verwenden viele Drohnendesignunternehmen T800 3 mm als Ersatz für den ursprünglichen 5 mm T300 oder verwenden 3,6 mm T700 als Ersatz für T300 5 mm.

ZusammenfassendT300 ist das gebräuchlichste und günstigste Kohlefasermaterial. T700 ist ein Material, das von Drohnen-Enthusiasten geliebt wird. Es verfügt sowohl über Festigkeit als auch über ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und wird daher häufig in der Drohnenindustrie eingesetzt. T800-Kohlefaser ist die stärkste und natürlich auch die höchsten Kosten. Es wird hauptsächlich in der High-End-Fertigung eingesetzt. Außerdem ist es notwendig, T800-Kohlefasermaterial zu verwenden, um das Gesamtgewicht des Produkts zu reduzieren.