Hexcel公司新型碳纤维挑战东丽T1000
在此之前Hexcel公司曾一度推出过12K规格的IM9型碳纤维,当时12K规格IM9碳纤维拉伸强度6136MPa、拉伸模量303GPa、断裂伸长率1.80%。
根据官网此次的最新报道显示,HexTow IM9碳纤维是一种由24000根长丝组成(即:24K规格)的中等模量(IM)碳纤维,平均拉伸强度超过6300MPa,模量为298GPa(*下文有详细介绍),断裂伸产量为1.9%。这种新产品的拉伸强度比Hexcel标准产品IM7型碳纤维提高了12%,而目前IM7型碳纤维是商用飞机发动机风扇叶片和其他航空航天应用的主要部件。
Hexcel复合材料产品管理副总裁Imad Atallah表示:“Hexcel开发的HexTow IM9 24K产品是一种主力的碳纤维产品,它建立在公司成熟的中模量碳纤维技术的基础上。我们很高兴为客户提供可靠的碳纤维解决方案,用于高速制造和高性能材料设计。”
HexTow®IM9 24K为寻求经济实惠、高价值复合材料的客户提供了一种替代化解决方案,该型碳纤维特别适用于制造一级和二级航空航天飞行器结构。与其他商用IM碳纤维相比,该纤维的高性能和可转化为复合材料拉伸强度相结合,以及24K丝束规格带来的纤维生产线吞吐量和生产率的提高,提供了强大的价值优势。
随着新型HexTow IM9 24K碳纤维的推出,Hexcel公司预计该产品将与高增韧环氧树脂、热固性双马来酰亚胺(BMI)、高压灭菌器外(OOA)和其他高性能树脂体系匹配使用。目前,该产品与不同树脂体系的复合材料数据正在完善,并将提供给客户。
新款IM9碳纤维的主体性能指标
HexTow®IM9碳纤维是一款连续的、中等模量级的PAN基高性能碳纤维,可提供24000 (24K)规格。这种碳纤维经过表面处理和上浆,以改善其层间剪切性能、处理特性和结构性能。建议用于预浸工艺。该款产品主要性能指标如下表所示:拉伸强度6300MPa、拉伸模量286GPa、断裂伸长率1.9%、体密度1.79g/cm3,值得注意的是该产品表中碳纤维拉伸模量为286GPa(纤维模量的测试结果因斜率取值范围而有所差异,因此本文按照公司提供该牌号商品化产品的指标来介绍)。
HexTow®IM9碳纤维的独特性能,如更高的拉伸强度和模量,以及良好的剪切强度,使结构设计师能够在刚度和强度关键应用中实现更高的安全裕度,并为行业提供强大的价值主张。
HexTow®IM9碳纤维使用的上浆剂为GS型浆料,可与环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯等多种树脂体系相匹配。在产品包装上,单轴碳纤维的长度为3506m,重量为3.6Kg。
Hexcel公司新款IM9碳纤维分析
作为一款高端的24K规格碳纤维产品,HexTow®IM9碳纤维填补了公司在高端碳纤维领域24K产品的空白,下表显示了美国Hexcel公司现有航空航天级碳纤维产品目录,从中不难发现12K规格产品为主流产品,在24K产品中仅有拉伸强度5171MPa、拉伸模量279GPa的IM5型碳纤维。
随着24K规格IM9碳纤维的研发成功不但增加了一款新型高性能产品,而且具有成本优势。
此外,从力学性能上来看,IM9型碳纤维几乎对标了东丽T1000碳纤维(拉伸强度6370MPa、拉伸模量294GPa),不过T1000碳纤维只有12K规格,与此同时虽然T1000碳纤维已经研发出来三十余年,但是其应用水平远不及东丽T800碳纤维,甚至后续研发成功的T1100碳纤维都已有很多明确应用。
由于美国Hexcel公司是欧美地区大型商用飞机和军用战斗机的供应商,而且多以IM7型碳纤维为主,比如在第三代战斗机F/A-18E/F中的机翼和尾翼使用碳纤维为具有改进强度和刚度特性IM7型碳纤维。因此随着IM9碳纤维研发成功,有望在新型号上实现应用。
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