M40J与T300碳纤维有啥区别?

  碳纤维具有比强度高、比模量高、耐高温、耐腐蚀、导电导热性好等性能优势,被广泛应用于航空航天、军工海装、高端医疗、轨道交通、体育器械等领域。碳纤维复合材料按照强度和模量的不同可以分为很多种型号,主要以T和M为主,本文博实碳纤维给大家分析一下M40J和T300碳纤维的区别。

  本文以日本东丽公司生产的PAN基碳纤维为例,牌号为T300-3K、M40J-6K,一般可简称为T300和M40J。经过科学的仪器检测,M40J的强度和模量比T300高约25%和60%。而断裂应变比T300低20%,密度稍高于T300。M40J碳纤维的含碳量比T300的高,而含氮量低于T300碳纤维,它的表面活性基团比T300碳纤维低,且有大量的长而浅的沟槽,而T300碳纤维虽然也有大量沟槽,但是相对来说比较短比较浅。

  通过电子显微镜不难发现,两种型号的碳纤维断面形状都较规整,晶粒细密均匀,无裂纹、孔洞,T300近圆,而M40J部分呈现出肾形, T300有明显的皮芯结构,而M40J径向结构比较均匀,皮芯结构不明显,这是M40J比T300力学性能高的原因之一。

  碳纤维表面成分的差异也是影响碳纤维复合材料宏观性能的原因之一,M40J和T300碳纤维的表面官能团主要为羟基、羰基,但是这两种碳纤维表面成分也有差异,它们的活性碳原子比例分别是0.540和0.204,M40J的表面活性比T300低。

  从化学成分来看,M40J碳纤维含碳量在99.12%,T300的含碳量在93.68%左右,前者含氮量在0.074%,后者含氮量约5.964%。此外都含有少的氢和氧。可以推断出M40J的最 终热处理温度大于2000℃,微观结构相对稳定,有利于碳/碳材料复合过程中纤维强度的保持率和利用率。

 

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