站長資訊網(wǎng)國產(chǎn)T800可以替換東麗同類產(chǎn)品
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。那么，國產(chǎn)的T800和日本東麗的T800也存在類似同屬T800，但產(chǎn)品性能卻遜色不少的情況么?
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)哈爾濱人民政府網(wǎng)站1月16日報道，天順化工將規(guī)?；a(chǎn)的T800級碳纖維的成本，控制到國際價格的三分之一，僅為350元/公斤，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。
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