高强度高模量碳纤维复合材料有哪些特点

  T300、T700等都属于常用的碳纤维材料,为了更好地拓展碳纤维复合材料的应用领域,目前出现了高强度高模量(MJ)系列的碳纤维材料。突破传统的高强型和高模型碳纤维概念,兼具高强度和高模量等性能, 高强度高模量的碳纤维材料有哪些特点呢?

  1、由于目前MJ系列的碳纤维多是采用湿法纺丝的PAN基材料,所以产品表面会存在沟槽。其中M40的单丝直径约为5.2μm,表面沟槽较浅,均匀性较差;M55J的单丝直径为4.7μm,表面沟槽深而窄,并且分布较为均匀;M60J的单丝直径也为4.7μm左右,沟槽深而窄,且沟槽的脊骨(原丝束)沿纤维轴取向排列较好。

  2、 MJ碳纤维是由晶区和非晶区组成,属于非均相结构。且由M40J到M60的晶区尺寸逐步增大;在晶区和非晶区存在孔隙,M40J空隙率为19.9%,M50J约为15.3%,M60J为13.0%,且与它们的密度相对应。M60J具有三维有序石墨结构,而M40J和M50J是二维有序乱层石墨结构。

  3、MJ系列碳纤维与其他碳纤维一样,存在皮芯结构,数值越大,皮芯结构逐步严重,且与它们的拉伸强度下降顺序完全一致。由此可知,皮芯结构是影响其拉伸强度的主要因素之一。

 

        阅读延伸:《碳纤维不同模量的区别与应用