В чем разница между углеродным волокном T300, T700 и T800?

Углеродные волокна обладают рядом преимуществ, включая высокую жесткость, высокую прочность на растяжение, малый вес, высокую химическую стойкость, устойчивость к высоким температурам и низкое тепловое расширение. При покупке изделий или деталей из углеродного волокна мы обычно обращаем особое внимание на содержание углерода. Однако более важным является то, какой материал из углеродного волокна используется при производстве. Поскольку различные материалы имеют различное применение, позвольте нам подробно рассказать вам о различиях между T300, T700 и Углеродное волокно T800.

1.  Композиция из углеродного волокна

Углеродные волокна или carbon fibers (альтернативно CF, graphite fiber или графитовое волокно) - это волокна диаметром около 5-10 микрометров, состоящие в основном из атомов углерода. Судя по составу, углеродные волокна T300, T700 и T800 отличаются содержанием углерода, массовая доля T300 составляет 92,5%, T700 - 93%, T800 - 96%. Азот является основным элементом, отличным от углерода, его содержание в T300 составляет 6,96%, в T700 - 4,24% соответственно, по сравнению с T700 содержание углерода было значительно выше, чем у T300, температура карбонизации выше, чем у T300. Содержание натрия и калия в T300, T700S и T800S составляет

Углеродные волокна обычно комбинируются с другими материалами для получения композита. При пропитке пластиковой смолой и спекании образуется полимер, армированный углеродным волокном (часто называемый углеродным волокном), который обладает очень высоким соотношением прочности к весу и является чрезвычайно жестким, хотя и несколько хрупким.

Пожалуйста, ознакомьтесь со следующими данными о различных смолах, используемых в различных материалах из углеродного волокна.:

СОВМЕСТИМОСТЬ С ПОЛИМЕРНОЙ СИСТЕМОЙ

Судя по внешнему виду поверхности, из-за различий в процессе прядения поверхность T300 и T700 имеет разные характеристики. Поверхность T300имеет форму коры и не имеет заметных бороздок, что характерно для процесса мокрого прядения. Жгут доступен в размерах 1K, 3K, 6K и 12K. А волокно T700 имеет гладкую поверхность, характерную для сухого и мокрого прядения, и выпускается в размерах жгута 6, 12 и 24 карата.

Волокно T800 по-разному впитывает смолу, что делает его превосходным с точки зрения снижения веса, реактивности и прочности. Это никогда не скручиваемое волокно обладает превосходными композитными свойствами при растяжении и специально разработано для удовлетворения требований к снижению веса самолетов и высокопроизводительных товаров для отдыха. Превосходная технологичность при традиционных методах производства (плетение, оплетка, намотка нити, препрег и т.д.). Доступны размеры жгута 12К и 24К.

2.  Свойства углеродного волокна

T300 - это первое углеродное волокно, изобретенное японской компанией TORAY в 1970-х годах, с модулем упругости 33-34 Мкм или чуть выше, это тип углеродного волокна со стандартным модулем упругости, это наиболее экономичное углеродное волокно, измеряемое прочностью на растяжение или модулем упругости на единицу стоимости. Таким образом, углеродные волокна Toray со стандартным модулем упругости T300 являются признанным промышленным стандартом. T700- это углеродное волокно со стандартным модулем упругости с высокой прочностью на растяжение, которое является еще одним стандартным промышленным волокном. С точки зрения эксплуатационных характеристик, углеродные волокна T300 и T700 имеют одинаковый модуль упругости при растяжении 230 ГПа и диаметр 7 мкм, но разница в прочности при растяжении велика: T300 достигал 3,53 ГПа, а T700 достигал 4,90 ГПа, что на 38,8% больше, чем у первого, а относительное удлинение T700 увеличилось на 40%., объемная плотность увеличилась на 2,27%.

T800 - это промежуточный материал с модулем упругости при растяжении 42 Мкм, волокно с высокой прочностью на растяжение, обладающее высокими композитными свойствами и сбалансированным составом.

предел прочности: T300 составляет 3530 [МПа], T700SC достигает 4900 [МПа], в то время как T800SC составляет 5880 [МПа],

Модуль упругости при растяжении: T300 - 230 [ГПа], T700S - 230 [ГПа], T800 - 294 [ГПа].

Плотность: T300 - 1,76 г/см2, T700 - 1,80 г/см2, T800 - 1,80 г/см2.

Диаметр нити накала: T300 и T700 имеют диаметр 7 мкм, T800 - 5 мкм, диаметр T800 меньше, чем у двух других.

Удлинение / Деформация при разрушении: T300 составляет 1,3%, T700 - 2,1%, T800 - 2%.

CTE (Коэффициент теплового расширения): T300 составляет -0,41 α⋅10 (-6)/C; T700S -0,3810 (-6)/ C, T800S -0,4 α ·10 (-6) /°C, T800H -0,56 α ·10 (-6) /°C.

Удельная теплоемкость: T300 - 0,777 Дж/г ·°C; T700S и T700G - 0,752 Дж/г ·°C, T800H - 0,752 Дж/г ·°C, T800S - 0,740 Дж/г ·°C.

Теплопроводность: T300 - 0,105 Дж/см ·с·°C; T700S/T700G - 0,096 Дж/см ·с·°C, T800H - 0,10 Дж/см ·с·°C, T800S - 0,113 Дж/см ·с·°C.

Электрическое сопротивление: T300 - 1,7 x 10-3 Ом·см; T700S - 1,6 x 10-3 Ом·см, T700G - 1,5 x 10-3 Ом·см; T800H - 1,4 x 10-3 Ом·см, T800S - 1,3 x 10-3 Ом·см.

таким образом, вы можете легко получить следующие данные: Вкратце, углеродное волокно T800 на 11% прочнее, чем T700, с точки зрения прочности на разрыв. Углеродное волокно T700 на 38,8% прочнее, чем T300.

3.  Стоимость углеродного волокна

Углеродное волокно T300, как самый ранний композитный материал, широко используется уже 30 лет. Вначале стоимость была очень высокой. Цена листа из углеродного волокна T300 material размером 400 * 500 * 5 мм составляет 130-140 долларов США, но благодаря корпорации Toray поставки T300 становятся все больше и больше, а стоимость материалов - все ниже и ниже. Углеродное волокно T300 сейчас стоит очень дешево. Текущая цена пластины из углеродного волокна размером 400 * 500 * 5 мм составляет около 80 долларов, что почти вдвое меньше, чем при ее первом выпуске. С точки зрения стоимости, цена T700 примерно на 40% дороже, чем T300,   цена листа из углеродного волокна T700 размером 400 * 500 * 5 мм составляет около 120 долларов США, в то время как T800 на 30-40% дороже, чем T700. В основном это связано с маркой T700, а стоимость сырья, а также затраты на производство и переработку углеродного волокна марки T800 отличаются от T300, в результате чего конечная цена T700 и T800 намного дороже, чем T300.

4.  Применение углеродного волокна 

Внутренняя компоновка моделей T300, T700 и T800 отличается, различаются способы обработки сырья и продукции, что существенно влияет на производительность. Таким образом, у них есть разница в областях применения.

В настоящее время производство изделий изуглеродного волокнана гражданском рынке в основном основано на технологии T300, которая обеспечивает всесторонний учет экономических показателей. Что касается прочности, мы знаем, что твердость стали очень высока, но прочность углеродного волокна T300 на разрыв составляет 3530 МПа, что в 4 раза больше, чем у стали. Оно безопаснее и надежнее в использовании и имеет более длительный срок службы.

Что касается областей применения, то сталь обычно используется в качестве конструкционных деталей, в то время как углеродное волокно T300 может быть использовано для изготовления конструкционных деталей, но также может быть использовано для изготовления кошельков, зажимов, визитных карточек, изделий ручной работы и других мелких предметов, обычно используемых в повседневной жизни, а такжекаркасов беспилотныхлетательных аппаратов, шасси гоночных автомобилей и рулевого управления из углеродного волокна. колеса и другие изделия.

Конечно, если изделие требует более высокой точности, а условия эксплуатации предъявляют определенные требования к прочности изделия, вы можете выбрать углеродное волокно T700 и T800.  Углеродное волокно T700- это материал с высокой прочностью на растяжение, который можно использовать отдельно в качестве материала для изготовления изделий. Поскольку T700 очень гибкий, он может значительно снизить вероятность образования трещин в изделиях из углеродного волокна. Поэтому материал T700 пользуется большой популярностью у энтузиастов FPV-дронов. Он используется для изготовления каркасов или кронштейнов дронов и не расслаивается при ударе во время полета.

T800 очень легкий и жесткий, но в то же время очень хрупкий, поэтому t800 не подходит для изготовления изделий по отдельности, поскольку, в то время как T800 следует использовать вместе с углеродным волокном T700 для повышения жесткости изделий.

Карбон T800 прочнее и легче, он на 11% прочнее T700 по прочности на растяжение, а также обеспечивает более быструю обратную реакцию. T800 также немного прочнее T700 по прочности на сжатие. 

T800 используется в:

1. Область высоких технологий, Китай применялся в ракетной установке, корпусе твердотопливного ракетного двигателя, спутниках и космических аппаратах.

2. Авиастроение и автомобилестроение Использование материалов из углеродного волокна в автомобилестроении может привести к прорыву в области снижения веса автомобилей и принести социальную пользу в виде экономии энергии. В отрасли считают, что в будущем углеродное волокно будет использоваться все шире и шире в автомобилестроении.

3. В железнодорожном строительстве в будущем найдут хорошее применение большие системы перекрытия и звукоизоляционные стены, что также станет многообещающей областью применения углеродного волокна T800. Баллон высокого давления в основном используется в баллоне для сжатого природного газа (CNG) автомобиля, а также в стационарных респираторах пожарных. Баллоны для сжиженного газа производятся в Соединенных Штатах и европейских странах, и теперь Япония и другие азиатские страны также проявили большой интерес к этому применению. Другие области применения углеродного волокна T800 включают детали машин, бытовые электроприборы, компьютеры и производство композиционных материалов, связанных с полупроводниковыми приборами, которые могут быть использованы для усиления, антистатической защиты и защиты от электромагнитных волн.

5.  Легкие решения из углеродного волокна

В настоящее время все большему количеству производителей требуется оптимизировать вес своих изделий, чтобы снизить их вес и при этом обеспечить прочность изделий. Это требует от нас обновления и заменыматериалов. Ниже приведено облегченное решение, которое мы получили в результате экспериментов для справки. Использование материала T300 толщиной 4,99 мм эквивалентно прочности материала T400 толщиной 4 мм, что эквивалентно прочности материала T700SC толщиной 3,6 мм или T700H толщиной 3,21 мм, или эквивалентно прочности материала T800S толщиной 3 мм. Поэтому многие компании, занимающиеся разработкой беспилотников, используют T800 3 мм вместо оригинального 5-миллиметрового T300 или 3,6-миллиметрового T700 вместо 5-миллиметрового T300.

Таким образом, T300 является наиболее распространенным и дешевым материалом из углеродного волокна. T700 - это материал, который любят любители беспилотных летательных аппаратов. Он обладает прочностью и экономичностью, что широко используется в индустрии беспилотных летательных аппаратов. Углеродное волокно T800 является самым прочным, и, конечно же, его стоимость самая высокая. В основном оно используется в высокотехнологичном производстве. Также необходимо использовать углеродное волокно T800 для снижения общего веса изделия.