詳細盤點不同型號碳纖維在航空航天、汽車、海洋等領域應用

   東麗碳纖維歐洲公司的碳纖維產品已經在航空、國防與航天、壓力容器、海洋、汽車等諸多領域實現了廣泛應用。本系列文章將主要介紹該公司不同型號碳纖維在眾多領域的典型應用。

本文首先介紹了民機（包括民用航空和民用直升機）、軍機（包括戰斗機和軍用直升機）、無人機、衛星航天器以及汽車工業用碳纖維類型及特點。

01 民機（民航和民用直升機）用碳纖維類型與特點

碳纖維類型：T700G、T800S碳纖維

最初東麗公司碳纖維的使用僅限于飛機次級結構件（如座椅、艙口、特定隔板等）。隨著碳纖維材料優勢凸顯，這種材料的使用后來擴展到機翼、機身、舵和發動機等主要結構部件。

作為東麗公司系列碳纖維產品的核心，以下兩款產品是專門為航空行業開發的：

• T700G：作為一種航空級碳纖維，具有更高的拉伸模量和更好的纖維基體粘合力，尤其適用于承受橫向機械應力的復合材料結構。

• T800S：第二代航空級碳纖維，將中等模量纖維特性與工業規模用途相結合，使其成為主要航空結構的首選纖維。

02 軍機（戰斗機和軍用直升機）用碳纖維類型與特點

碳纖維類型：T300/T300J、T800H碳纖維

自成立以來，東麗碳纖維歐洲公司一直為歐洲的國防工業提供支持。公司碳纖維在包括空中客車A400M、達索陣風戰斗機、空客直升機NH90等許多軍用飛機和直升機項目上都得到了驗證和應用。

T300/T300J碳纖維是第一種在歐洲生產的Torayca?碳纖維；而T800H碳纖維作為一種中等模量纖維，主要用于先進的航空航天項目。

03 無人機用碳纖維類型與特點

碳纖維類型：M40J、M46J高模量碳纖維

在無人機（Unmanned Air Vehicles ，UAV）領域通過大量使用碳纖維可以使其更輕、更快且飛得更遠。

最新一代無人機采用東麗M40J和M46J碳纖維，是因為其具有高拉伸強度和高模量，兼具非凡的輕質性和耐用性，優異的機械性能和耐腐蝕性使無人機完全適合在陸地或海洋環境中運行。

04 衛星航天器用碳纖維類型與特點

碳纖維類型：M55J、M60J高模量碳纖維

太空環境極其惡劣，溫度的極端變化導致傳統材料變形，使碳纖維成為唯一能夠承受這些條件的材料，尤其是具有高強度、高剛度和輕量化特性的高模碳纖維復合材料。

Torayca?M55J及M60J高模量碳纖維可以提供無與倫比的輕盈度和尺寸穩定性，代表性應用包括:太陽能電池板、反射器、天線、衛星桁架等。

05 汽車工業用碳纖維類型與特點

碳纖維類型：從低端到高端多款碳纖維

與傳統材料相比，碳纖維復合材料可以顯著降低車輛結構的重量：與鋁相比節省30%，與鋼相比節省70%。東麗公司在一級方程式賽車和其他賽車運動方面的專業知識和經驗幫助汽車制造商突破技術界限，特別是現如今的一級方程式賽車結構的70%由碳纖維制成。除了重量減輕、剛性增加和提高耐熱性之外，碳纖維復合材料的使用也大大改善了駕駛員的安全性。

• T300：由于高產品質量，1K、3K和6K規格的T300非常適合汽車內飾應用。

• T800H、T1100G：一級方程式賽車領域應用的中模量碳纖維。

• M40J、M46J和M55J：主要設計高端汽車結構中需要高抗拉強度和高模量的應用。

     東麗碳纖維歐洲公司（Toray Carbon Fibers Europe）成立于1982年，1985年碳纖維生產線投產，經過數十年的發展，目前該公司擁有碳纖維產能達到5200噸/年；2023年10月3日，日本東麗官網正式宣布決定擴大法國子公司東麗碳纖維歐洲公司的中/高模量（小絲束）碳纖維的生產產能新增年產能1000噸，新產能預計2025年投產。日本東麗歐洲子公司宣布擴產計劃，2025年東麗碳纖維總產能有望超7萬噸/年。

（圖1.  東麗碳纖維高強與高模產品系列）

（圖2.   東麗T1100級高強度碳纖維生產工藝及應用場景）

（圖3.  T1200超高強度碳纖維和TORAYCA?產品系列）

（圖4.   東麗碳纖維主導產品性能指標）