Hexcel公司新型碳纖維挑戰東麗T1000
在此之前Hexcel公司曾一度推出過12K規格的IM9型碳纖維,當時12K規格IM9碳纖維拉伸強度6136MPa、拉伸模量303GPa、斷裂伸長率1.80%。
根據官網此次的最新報道顯示,HexTow IM9碳纖維是一種由24000根長絲組成(即:24K規格)的中等模量(IM)碳纖維,平均拉伸強度超過6300MPa,模量為298GPa(*下文有詳細介紹),斷裂伸產量為1.9%。這種新產品的拉伸強度比Hexcel標準產品IM7型碳纖維提高了12%,而目前IM7型碳纖維是商用飛機發動機風扇葉片和其他航空航天應用的主要部件。
Hexcel復合材料產品管理副總裁Imad Atallah表示:“Hexcel開發的HexTow IM9 24K產品是一種主力的碳纖維產品,它建立在公司成熟的中模量碳纖維技術的基礎上。我們很高興為客戶提供可靠的碳纖維解決方案,用于高速制造和高性能材料設計。”
HexTow®IM9 24K為尋求經濟實惠、高價值復合材料的客戶提供了一種替代化解決方案,該型碳纖維特別適用于制造一級和二級航空航天飛行器結構。與其他商用IM碳纖維相比,該纖維的高性能和可轉化為復合材料拉伸強度相結合,以及24K絲束規格帶來的纖維生產線吞吐量和生產率的提高,提供了強大的價值優勢。
隨著新型HexTow IM9 24K碳纖維的推出,Hexcel公司預計該產品將與高增韌環氧樹脂、熱固性雙馬來酰亞胺(BMI)、高壓滅菌器外(OOA)和其他高性能樹脂體系匹配使用。目前,該產品與不同樹脂體系的復合材料數據正在完善,并將提供給客戶。
新款IM9碳纖維的主體性能指標
HexTow®IM9碳纖維是一款連續的、中等模量級的PAN基高性能碳纖維,可提供24000 (24K)規格。這種碳纖維經過表面處理和上漿,以改善其層間剪切性能、處理特性和結構性能。建議用于預浸工藝。該款產品主要性能指標如下表所示:拉伸強度6300MPa、拉伸模量286GPa、斷裂伸長率1.9%、體密度1.79g/cm3,值得注意的是該產品表中碳纖維拉伸模量為286GPa(纖維模量的測試結果因斜率取值范圍而有所差異,因此本文按照公司提供該牌號商品化產品的指標來介紹)。
HexTow®IM9碳纖維的獨特性能,如更高的拉伸強度和模量,以及良好的剪切強度,使結構設計師能夠在剛度和強度關鍵應用中實現更高的安全裕度,并為行業提供強大的價值主張。
HexTow®IM9碳纖維使用的上漿劑為GS型漿料,可與環氧樹脂、乙烯基樹脂、聚氨酯等多種樹脂體系相匹配。在產品包裝上,單軸碳纖維的長度為3506m,重量為3.6Kg。
Hexcel公司新款IM9碳纖維分析
作為一款高端的24K規格碳纖維產品,HexTow®IM9碳纖維填補了公司在高端碳纖維領域24K產品的空白,下表顯示了美國Hexcel公司現有航空航天級碳纖維產品目錄,從中不難發現12K規格產品為主流產品,在24K產品中僅有拉伸強度5171MPa、拉伸模量279GPa的IM5型碳纖維。
隨著24K規格IM9碳纖維的研發成功不但增加了一款新型高性能產品,而且具有成本優勢。
此外,從力學性能上來看,IM9型碳纖維幾乎對標了東麗T1000碳纖維(拉伸強度6370MPa、拉伸模量294GPa),不過T1000碳纖維只有12K規格,與此同時雖然T1000碳纖維已經研發出來三十余年,但是其應用水平遠不及東麗T800碳纖維,甚至后續研發成功的T1100碳纖維都已有很多明確應用。
由于美國Hexcel公司是歐美地區大型商用飛機和軍用戰斗機的供應商,而且多以IM7型碳纖維為主,比如在第三代戰斗機F/A-18E/F中的機翼和尾翼使用碳纖維為具有改進強度和剛度特性IM7型碳纖維。因此隨著IM9碳纖維研發成功,有望在新型號上實現應用。
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