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日本碳纖維市場發展模式

   日期:2020-04-28     瀏覽:5485    
日本發展碳纖維產品主要瞄準高技術產業,主攻民用航空航天市場。
 
民機產品類型多樣、競爭激烈,更新換代速度快,推動日本碳纖維產品“小步快跑”,系列化發展,其產能、性能、價格等方面都領先于美國。
 
日本碳纖維研發和創新由企業主導,主要廠商是東麗、帝人東邦人造絲和三菱人造絲這三家公司。
 
其中,東麗公司的研發實力、質量和產能都處于世界領先地位,其碳纖維產品的全球市場占有率達30%以上,帝人東邦人造絲公司和三菱人造絲公司兩家合計約占全球的40%。

日本東麗
 
該公司生產的碳纖維主要有T系列(高強型T300到T1100G)、M系列(高模型M30到M70)、MJ系列(高模改進型,M40J到M70J)和MX系列(高模改進型)。其中MJ、MX系列是該公司在高模量碳纖維M系列的基礎上,突破技術瓶頸后開發出的新產品。
 


 
高強T系列產品:主要用于機翼、機身等對強度有高要求的航空航天結構部件。
 
發展態勢:
 
一是第二代產品成熟應用。
 
20世紀80年代開發了第二代T700、T800、T1000高強中模碳纖維系列。
 
目前, T800(拉伸強度5.88GPa,模量294GPa)是航空航天等領域應用最廣的商用碳纖維,大量用于A350和B787客機的機身和機翼等部件,第一代T300已逐漸被淘汰。
 
二是新研第三代T1100G,全面超越二代產品。
 
2014年3月,東麗宣布研制成功T1100G碳纖維(拉伸強度7GPa,模量324GPa),標志著日本的碳纖維產品跨入高強高模的第三代。
 
2017年3月,該公司突破樹脂和上漿工藝,推出其配套的T1100G/3940環氧預浸料。
 
這種最新的預浸料與第二代的T800/3900-2預浸料相比,拉伸強度和抗沖擊性能均提升30%。
 
這種新型的碳纖維復合材料或可使部件減重20%,在機翼、機身、發動機等結構部件上有良好應用前景。
 


 
高模M系列產品:主要用于對剛度有高要求的航空航天結構部件,特別是直升機旋翼、衛星和導彈殼體等對于強度要求稍低,變形要求高的部件。
 
發展態勢:
 
一是擴展到了MJ系列。
 
20世紀80年代中期,為適應航空航天主承力結構件高強高模并重的需求,在70年代M40、M50等高模型碳纖維系列的基礎上,相繼開發了M40J-M60J等高強高模型“MJ”系列產品。M65J拉伸強度為3.63GPa,模量可達640GPa,M70J拉伸強度為3.5GPa,模量可達680GPa。
 
二是MX系列橫空出世,強度大幅提高。
 
2018年11月,東麗新推出MX系列產品。
 
該系列是通過嚴格控制石墨化過程的納米級石墨晶體結構,將拉伸強度和拉伸模量并行提高到新的高度。
 
首個MX系列產品是M40X,拉伸強度5.7GPa,拉伸模量達377GPa,拉伸強度比M40提高約30%,同時保持了與其相當的拉伸模量。
 
東麗公司計劃推出含有MX系列碳纖維的預浸料,其拉伸強度、抗壓強度和抗沖擊性能將得到顯著改善。
 


帝人東邦
 
帝人公司根據碳纖維模量將其產品分為標準模量(在航空航天中已逐步淘汰)、中模量及高模量三大類。
 
該公司目前性能最好的中模產品是IMS65,其性能與東麗T800相當;性能最好的高模產品是UMS40、UMS45,其性能與東麗M40J、M50J相當,與東麗M70J、MX系列產品還存在較大差距;
 

目前仍未推出第三代高強高模產品。


三菱造絲
 
三菱人造絲公司的碳纖維產品可按模量劃分成高強低模、高強中模、高強高模和高模系列。
 
高強低模代表產品有HT-TR30、HT-TR50,其中HT-TR30相當于T300性能水平,HT-TR50相當于東麗T700性能水平;高強中模代表產品有IM-MR60(性能介于東麗T700~T800之間,接近T800);高強高模最新產品是IM-MR70,拉伸強度可達7GPa,模量達324GPa,性能與T1100G相當。
 
高模系列產品與東麗差距較大,最優產品HM-HS40僅相當于東麗M40J水平。
 
 
 
(來源:中國航空研究院)

特別提示:本信息由相關企業自行提供,真實性未證實,僅供參考。請謹慎采用,風險自負。


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