Sự khác biệt giữa sợi carbon T300 T700 và T800 là gì?

Sợi carbon có một số ưu điểm bao gồm độ cứng cao, độ bền kéo cao, trọng lượng thấp, khả năng kháng hóa chất cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và độ giãn nở nhiệt thấp. Khi mua các sản phẩm hoặc bộ phận bằng sợi carbon, chúng ta thường chú ý nhất đến hàm lượng carbon. Tuy nhiên, loại vật liệu sợi carbon nào được sử dụng trong sản xuất quan trọng hơn. Do vật liệu khác nhau có các ứng dụng khác nhau, hãy để chúng tôi cung cấp cho bạn sự khác biệt chi tiết giữa T300, T700 và Sợi carbon T800.

1.  Thành phần sợi carbon

Sợi cacbon hoặc sợi cacbon (có thể gọi là sợi CF, sợi than chì hoặc sợi than chì) là những sợi có đường kính khoảng 5–10 micromet và có thành phần chủ yếu là các nguyên tử cacbon. Từ thành phần, sợi carbon T300 T700 và T800 khác nhau về hàm lượng carbon, phần khối lượng của T300 là 92,5%, T700 là ˃93%, T800 là ˃96%. Nitơ là nguyên tố chính ngoài carbon, trước đây của T300 là 6,96%, T700 lần lượt là 4,24%, so với T700 thì hàm lượng carbon cao hơn đáng kể so với T300, nhiệt độ cacbon hóa cao hơn T300. Hàm lượng natri và kali trong T300, T700S và T800S đều

Sợi carbon thường được kết hợp với các vật liệu khác để tạo thành hỗn hợp. Khi được tẩm nhựa dẻo và nung, nó tạo thành polyme gia cố bằng sợi carbon (thường được gọi là sợi carbon) có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng rất cao và cực kỳ cứng mặc dù hơi giòn.

Các loại nhựa khác nhau được sử dụng trong vật liệu sợi carbon khác nhau, vui lòng kiểm tra dữ liệu sau:

TƯƠNG THÍCH HỆ THỐNG RESIN

Từ hình dáng bề mặt, do quá trình kéo sợi khác nhau nên bề mặt của T300 và T700 thể hiện những đặc điểm khác nhau. Bề mặt của T300 giống như vỏ cây và không có rãnh rõ ràng, đây là đặc điểm của quá trình kéo sợi ướt, có các kích cỡ kéo 1K, 3K, 6K và 12K. Và T700 cho thấy bề mặt mịn, đặc trưng của kéo sợi khô-ướt. Có các kích cỡ kéo 6K, 12K và 24K.

Sợi T800 hấp thụ nhựa một cách khác biệt khiến nó vượt trội về khả năng giảm trọng lượng, độ phản ứng và độ bền hoàn toàn. Loại sợi không bao giờ xoắn này có đặc tính tổng hợp kéo tuyệt vời và được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu tiết kiệm trọng lượng của máy bay và các sản phẩm giải trí hiệu suất cao. Khả năng xử lý tuyệt vời trong các phương pháp sản xuất truyền thống (dệt, bện, cuộn dây tóc, sơ chế, v.v.). Có sẵn kích cỡ kéo 12K và 24K.

2.  Tính chất sợi carbon

T300 là loại đầu tiên do công ty TORAY Nhật Bản phát minh vào những năm 1970, nó có mô đun sợi từ 33-34 Msi hoặc cao hơn một chút, là loại sợi carbon mô đun tiêu chuẩn, đây là loại sợi carbon tiết kiệm chi phí nhất khi được đo bằng độ bền kéo hoặc mô đun trên mỗi đơn giá. Vì vậy, sợi carbon mô đun tiêu chuẩn T300 của Toray là tiêu chuẩn công nghiệp được công nhận. T700 là sợi carbon mô đun tiêu chuẩn có độ bền kéo cao, là một loại sợi công nghiệp tiêu chuẩn khác. Từ quan điểm hiệu suất, sợi carbon T300 và T700 có cùng mô đun kéo 230GPa và đường kính 7μm; nhưng về độ bền kéo thì sự khác biệt rất lớn, T300 3,53GPa và T700 đạt 4,90GPa, so với trước đây tăng 38,8%, và độ giãn dài của T700 tăng 40%, mật độ thể tích tăng 2,27%.

T800 là mô đun trung gian có mô đun kéo 42 Msi, sợi có độ bền kéo cao, có đặc tính tổng hợp cao cấp và cân bằng.

Độ bền kéo: T300 là 3530 [MPa], T700SC đạt 4900 [MPa], còn T800SC là 5880 [MPa],

Mô đun kéo: T300 là 230 [GPa], T700S là 230 [GPa], T800 là 294[GPa].

Mật độ: T300 là 1,76 g/ cm2, T700 là 1,80 g/ cm2, T800 là 1,80 g/ cm2.

Đường kính dây tóc: T300 và T700 là 7 μm, T800 là 5μm, đường kính của T800 thấp hơn hai loại còn lại.

Độ giãn dài / Căng thẳng khi thất bại: T300 là 1,3%, T700 là 2,1%, T800 là 2%.

CTE (Hệ số giãn nở nhiệt): T300 là -0,41 α⋅10 (-6)/˚C; T700S là -0,3810 (-6)/C, còn T800S là -0,4 α ·10 (-6) /°C, T800H là -0,56 α ·10 (-6) /°C.

Nhiệt dung riêng: T300 là 0,777 J/g ·°C; T700S và T700G là 0,752 J/g ·°C, T800H là 0,752 J/g ·°C, T800S là 0,740 J/g ·°C.

Độ dẫn nhiệt: T300 là 0,105 J/cm ·s·°C; T700S/T700G 0,096 J/cm ·s·°C, T800H là 0,10 J/cm ·s·°C, T800S là 0,113 J/cm ·s·°C.

Điện trở suất: T300 là 1,7 x 10-3 Ω·cm; T700S 1,6 x 10-3 Ω·cm, T700G là 1,5 x 10-3 Ω·cm; T800H là 1,4 x 10-3 Ω·cm, T800S là 1,3 x 10-3 Ω·cm.

Vì vậy, bạn có thể dễ dàng lấy dữ liệu như sau: Tóm lại, sợi carbon T800 mạnh hơn T700 11% về độ bền kéo. Sợi carbon T700 mạnh hơn 38,8% so với T300.

3.  Chi phí sợi carbon

sợi carbon T300 Là vật liệu composite sớm nhất, nó đã được sử dụng rộng rãi trong 30 năm. Lúc đầu chi phí rất đắt. Giá của tấm sợi carbon 400 * 500 * 5mm vật liệu T300 là 130-140 đô la Mỹ, nhưng với Toray Corporation, các lô hàng T300 ngày càng lớn hơn và chi phí vật liệu ngày càng thấp hơn. Giá sợi carbon T300 hiện nay rất rẻ. Giá hiện tại của một tấm sợi carbon 400 * 500 * 5mm là khoảng 80 USD, tức là gần bằng một nửa so với thời điểm mới ra mắt. Về giá thành, giá của T700 đắt hơn T300 khoảng 40%, giá của một tấm sợi carbon T700 400 * 500 * 5 mm là khoảng 120 USD; trong khi T800 đắt hơn T700 từ 30%-40%. Điều này chủ yếu là do loại T700 và chi phí nguyên liệu thô cũng như chi phí sản xuất và gia công của sợi carbon loại T800 khác với T300, dẫn đến giá cuối cùng của T700 và T800 đắt hơn nhiều so với T300.

4.  Ứng dụng sợi carbon 

Cấu trúc sắp xếp bên trong của T300 T700 và T800 là khác nhau, nguyên liệu thô và quá trình xử lý sản phẩm cũng khác nhau, điều này tạo nên sự khác biệt đáng kể về hiệu suất. Vì vậy, họ có sự khác biệt trong lĩnh vực ứng dụng.

Hiện nay, việc sản xuất sản phẩm sợi carbon trong thị trường dân sự chủ yếu dựa trên T300, đây là sự xem xét toàn diện về hiệu quả chi phí. Về độ bền, chúng ta biết độ cứng của thép rất cao nhưng độ bền kéo của sợi carbon T300 là 3530MPa, gấp 4 lần so với thép. Nó an toàn hơn và đáng tin cậy hơn để sử dụng và có tuổi thọ cao hơn.

Về lĩnh vực ứng dụng, thép thường được sử dụng làm các bộ phận kết cấu, trong khi sợi carbon T300 có thể được sử dụng cho các bộ phận kết cấu, nhưng cũng có thể làm ví, kẹp, danh thiếp, đồ thủ công và các vật dụng nhỏ khác thường được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, cũng như khung bay không người lái và Khung gầm xe đua, vô lăng bằng sợi carbon và các sản phẩm khác.

Tất nhiên, nếu sản phẩm yêu cầu độ chính xác cao hơn và môi trường sử dụng có những yêu cầu nhất định về độ bền của sản phẩm, bạn có thể chọn sử dụng sợi carbon T700 và T800.  Sợi carbon T700 là loại vật liệu có độ bền kéo cao, có thể sử dụng đơn lẻ làm nguyên liệu để chế tạo thành sản phẩm. Vì T700 rất linh hoạt nên nó có thể làm giảm đáng kể khả năng bị nứt, nứt của các sản phẩm sợi carbon được sản xuất. Vì vậy, chất liệu T700 được những người đam mê máy bay không người lái FPV vô cùng yêu thích. Chúng được sử dụng để thiết kế khung hoặc cánh tay của máy bay không người lái, sẽ không bị bong ra khi va chạm trong quá trình bay.

T800 rất nhẹ và cứng nhưng cũng rất giòn nên t800 không phù hợp để sử dụng để sản xuất sản phẩm riêng biệt vì trong khi T800 nên sử dụng cùng sợi carbon T700 để cải thiện độ cứng của sản phẩm.

T800 carbon mạnh hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn T700 11% về độ bền kéo. Nó cũng mang lại phản ứng phản hồi nhanh hơn. T800 cũng mạnh hơn T700 một chút về cường độ nén. 

T800 được sử dụng trong:

1. Lĩnh vực công nghệ cao, Trung Quốc đã ứng dụng vào bệ phóng tên lửa, vỏ động cơ tên lửa rắn, vệ tinh và tàu vũ trụ.

2. Sản xuất máy bay và ô tô, việc sử dụng vật liệu sợi carbon trong sản xuất ô tô có thể tạo ra bước đột phá về trọng lượng nhẹ của ô tô và mang lại lợi ích xã hội là tiết kiệm năng lượng. Ngành công nghiệp tin rằng sợi carbon sẽ được sử dụng ngày càng nhiều trong tương lai của ngành sản xuất ô tô.

3. Trong xây dựng đường sắt, hệ thống mái lớn và tường cách âm sẽ có những ứng dụng tốt trong tương lai, đây cũng sẽ là lĩnh vực ứng dụng đầy hứa hẹn của sợi carbon T800. Bình chịu áp lực chủ yếu được sử dụng trên bình khí nén tự nhiên (CNG) của ô tô và cũng được sử dụng trên mặt nạ phòng độc cố định (SCBA) của lính cứu hỏa. Lon CNG có nguồn gốc từ Mỹ và các nước châu Âu, hiện nay Nhật Bản và các nước châu Á khác cũng tỏ ra rất quan tâm đến việc ứng dụng. Các ứng dụng khác của sợi carbon T800 bao gồm các bộ phận máy, thiết bị điện gia dụng, máy tính và sản xuất vật liệu composite liên quan đến thiết bị bán dẫn, có thể dùng để tăng cường, chống tĩnh điện và bảo vệ sóng điện từ.

5.  Giải pháp nhẹ bằng sợi carbon

Hiện nay ngày càng có nhiều sản phẩm cần tối ưu hóa trọng lượng sản phẩm của mình để giảm trọng lượng sản phẩm mà vẫn đảm bảo độ bền của sản phẩm. Điều này yêu cầu chúng tôi phải cập nhật và thay thế nguyên vật liệu. Sau đây là giải pháp gọn nhẹ mà chúng tôi thu được qua thực nghiệm để tham khảo. Sử dụng vật liệu T300 4,99mm tương đương với độ bền dày 4mm của vật liệu T400, tương đương với độ bền sử dụng T700SC dày 3,6mm hoặc T700H dày 3,21mm hoặc tương đương với độ bền dày 3 mm của T800S. Vì vậy, nhiều công ty thiết kế máy bay không người lái sử dụng T800 3mm để thay thế T300 5mm ban đầu hoặc sử dụng T700 3,6mm để thay thế T300 5mm.

Tóm lại, T300 là vật liệu sợi carbon phổ biến nhất và rẻ nhất. T700 là loại vật liệu được những người đam mê máy bay không người lái yêu thích. Nó có cả sức mạnh và hiệu quả chi phí được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp máy bay không người lái. Sợi carbon T800 là loại bền nhất và tất nhiên giá thành cũng cao nhất. Nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất cao cấp. Cũng cần phải sử dụng chất liệu sợi carbon T800 để giảm trọng lượng tổng thể của sản phẩm.