就在剛剛過去的2016年，北京中航公司欲引進一套樹脂生產(chǎn)線設(shè)備，通過對投標(biāo)廠家公司的層層篩選，意凱很有幸的成為了中航公司的中標(biāo)公司，也很榮幸意凱的樹脂生產(chǎn)線設(shè)備能能夠助力中國的航天工業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)碳纖維技術(shù)已完全趕超了日本東麗公司，達到了世界最先進的技術(shù)水平！下面一起來具體了解一下~
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日本東麗為碳纖維行業(yè)標(biāo)桿
所謂 T300、T800、T1000 等稱謂，其實是日本東麗公司的碳纖維型號，只是由于東麗公司在行業(yè)內(nèi)的地位，所以導(dǎo)致其型號在媒體的報道中，無形中演化成類似于某種強度的碳纖維標(biāo)桿。從中其實也能看出日本企業(yè)在碳纖維領(lǐng)域的行業(yè)地位。在集成電路領(lǐng)域中，三星的 14nm 制造工藝雖然和 Intel 的 14nm 制造工藝同屬于 14nm，但采用三星工藝加工出來的芯片在性能、功耗等方面與 Intel 的相比卻存在一定差距。
國產(chǎn) T800 可以替換東麗同類產(chǎn)品
那么，國產(chǎn)的 T800 和日本東麗的 T800 也存在類似同屬 T800，在產(chǎn)品性能上表現(xiàn)如何呢?
一篇由中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司、北京航空材料研究院、先進復(fù)合材料重點實驗室、核工業(yè)理化工程研究院、北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院技術(shù)人員共同署名發(fā)表的論文對國產(chǎn) T800 碳纖維和日本東麗 T800 碳纖維做了非常詳細(xì)的測試。
在測試中，研究人員采用日本 Hitachi 公司生產(chǎn)的 S4800N 型冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡，觀察碳纖維的表面形貌，并計算纖維直徑。采用美國 Veeco 公司生產(chǎn)的 D3000 型原子力顯微鏡，觀察碳纖維表面形貌，分析表面粗糙度。采用英國 Kratos 公司生產(chǎn)的 X 射線光電子能譜儀，分析碳纖維的表面成分。采用北京航空航天大學(xué)研制的微脫黏試驗機，測試?yán)w維與基體樹脂的界面剪切強度。采用美國 Instron 公司生產(chǎn)的 5982 型材料電子萬能試驗機測試復(fù)合材料室溫干態(tài)力學(xué)性能。測試表明：
在表面物理態(tài)上，相對于東麗 T800H 碳纖維，國產(chǎn) T800 碳纖維的表面較為粗糙，沿纖維軸向分布著更密集的溝槽，且溝槽的深度也較深，這種形貌特征有利于提高國產(chǎn) T800 碳纖維與基體樹脂的機械嚙合作用，從而提高復(fù)合材料的界面性能。
(T800H 碳纖維和國產(chǎn) T800 碳纖維的 AFM 照片)
由于國產(chǎn) T800 碳纖維的氧碳原子比約為 T800 碳纖維約為 31.2%，約為東麗 T800H 碳纖維的 2 倍，因此，國產(chǎn) T800 碳纖維能夠通過化學(xué)鍵合或分子間作用力與基體樹脂形成相互作用，從而提高復(fù)合材料的界面性能。加上之前提到的在表面物理態(tài)上的差異，使得國產(chǎn) T800 碳纖維與 HT-280 樹脂能形成更好的界面黏結(jié)。
而測試也證明了這一點，東麗 T800H 碳纖維與 HT-280 樹脂的界面剪切強度約為 92MPa，國產(chǎn) T800 碳纖維與 HT-280 樹脂的界面剪切強度約為 117MPa，后者較前者高約 27%。
在力學(xué)性能方面，國產(chǎn) T800/HT-280 復(fù)合材料的 0° 拉伸、90° 拉伸、彎曲、面內(nèi)剪切和層間剪切等力學(xué)性能均普遍高于東麗 T800/HT-280 復(fù)合材料。其中，90° 拉伸強度高約 25%，面內(nèi)剪切強度、彎曲強度高約 12%、層間剪切強度高約 7%。
(T800H/HT-280 復(fù)合材料和國產(chǎn) T800/HT-280 復(fù)合材料 90° 拉伸試樣破壞 SEM 照片)
一篇中國科學(xué)院大學(xué)的博士論文也證明：國產(chǎn) T800 碳纖維拉伸強度平均值 5.63GPa(東麗 T800 為 5.49GPa)，彈性模量平均值 292GPa，斷裂伸長率平均值 1.9%，與東麗公司 T800 碳纖維產(chǎn)品一致，表明國產(chǎn)碳纖維力學(xué)性能完全達到了國外同類產(chǎn)品水平，且各項指標(biāo) Cv 值均較低，穩(wěn)定性較好。國產(chǎn) T800 碳纖維 12K 產(chǎn)品的元素成分和表面活性與東麗 T800 碳纖維 12K 產(chǎn)品比較一致。國產(chǎn) T800 碳纖維整體可媲美日本東麗 T800 產(chǎn)品，完全可以取代國外同類產(chǎn)品加以推廣應(yīng)用。
結(jié)語
目前，日本是高檔碳纖維材料的主要生產(chǎn)國，日本東麗公司的 T800 系列碳纖維，是唯一被美國 FAA 批準(zhǔn)用于波音 777 關(guān)鍵飛行部件的碳纖維，航空工業(yè)中碳纖維的重要性不言而喻。
西方國家長期對中國施行 T800 系列碳纖維禁運，以阻止中國以此提高軍用飛機性能以及在國際航空航天材料中獲得競爭力。2013 年有中國商人在美國被控告非法采購 T800 系列碳纖維。
必須指出的是，過去國內(nèi)雖然能做出與國外媲美的產(chǎn)品，但在成本上往往高于國外同類產(chǎn)品。而據(jù)了解，中國已有多個廠家可以規(guī)?；a(chǎn)， T800 級碳纖維的成本價格控制到了國際價格的三分之一，這實現(xiàn)在技術(shù)上能與國外同類產(chǎn)品爭鋒的同時，在定價上也占據(jù)主動，這對國產(chǎn) T800 碳纖維的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和商業(yè)化應(yīng)用就尤為關(guān)鍵了。
參考資料：
《國產(chǎn) T800 碳纖維/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料的界面及力學(xué)性能》，李偉東，張金棟，劉剛，鐘翔嶼，張代軍，包建文，肇研;
《久攻難克的碳纖維技術(shù)》，李克健;
《國產(chǎn) T800 碳纖維表征分析及樹脂基復(fù)合材料性能研究》，顧紅星。
