碳纖維歐北介紹 (3) 高模數碳纖篇

寫在最前面：

高模數碳纖維一直是我心中的藝術品，

尤其碳纖維四大公司中 Toray 公司所生產的M60J 更是我心目中的偉大傳奇

如果不了解的人，請去看我前面的文章吧....

(不過老實說我前面的文章也是寫得很不清楚，所以建議就不用浪費時間了)

 

 

好吧，回歸正題

中高模數的碳纖維一直是一種高科技國防管制用品

用途相當廣泛，簡單來說

不管是航太方面，

 

或是汽車方面，

 

 

都能找到其使用的蹤跡，實在是人類科技文明躍升進步背後的動力支撐來源啊..........

 

 

簡單來說，自從1961年 近藤昭男博士發明PAN系碳纖維之後

(南韓媒體：近藤 昭男是南韓人，所以碳纖維是南韓人發明的)

TORAY公司到目前已經是碳纖複材業界最屌的一家碳纖維原料生產公司了

以Toray公司來說

其碳纖維產品大致可分為以強度為主的T系列和以模數為主的M系列

 

兩者在外觀上差異不大，但生產方式有所差別

在最後的高溫爐燒結溫度到達極限(1500度C以上)之後

再以超高溫石墨爐將碳纖石墨化(2000度C以上)後才可以生產出M系列

所以如果你看到網路規格中有HM，那就表示有高模數補強

24HM約T700等級 (業界俗稱24 噸)

30HM約T800等級 (業界俗稱30 噸)

40HM約M40J等級 (業界俗稱40 噸)

60HM約M60J等級 (業界俗稱60 噸)

(複製貼上真是個好東西，不過自行車業者愛亂標，大家自行推理吧)

 

其中T1000 和M60J 等級的碳纖維可都是其他家競爭對手望塵莫及的高規格產品

寫到這裡，可能還是有人分不清甚麼是模數，甚麼是強度

我很想說，如果不了解的請去看我前面的文章

不過老實說，我前面的文章寫到這段時懶病發作，一整個偷懶

所以我建議也不需要特地去找來看了

就直接在這裡稍微講詳細一點吧

 

所謂的引張強度就是指，可以把材料拉斷的力量大小

強度越高越拉不斷，強度越低輕拉就斷  

舉例來說

橡皮筋引張強度低，所以稍用點力就可以把他拉斷了

鋼絲引張強度高，你再怎麼用力也拉不斷........

 

而所謂的引張模數呢，就是指材料受力變型的程度

模數越高就硬梆梆，模數越低就軟趴趴

舉例來說

玻璃就是硬梆梆界的最佳範例(模數高)

你再怎麼用力去扭他，也很難去把他扭到變形

而黏土就是軟趴趴界的最佳代表(模數低)

隨便輕輕一扭，黏土就整個變形了

 

如果要提高碳纖維的模數，就需要超高溫石墨化，不過碳纖在石墨化之後

隨著石墨爐內最高溫度的增加，模數(Tensile Modulus)雖然隨之增加

但是強度 (Tensile Strength)確會逐漸下降，此為碳纖維之理論特性

從下面第一張圖的碳纖分佈就可以略知一二

引張彈性率(就是所謂的模數)增加時，引張強度會逐漸下降



所以要做T1000的強度容易 (其實也不容易啦)

要生產M60J的模數可就不是那麼簡單了.................

 

 

M系列的碳纖維跟T系列的碳纖維在外觀上長的幾乎是一模一樣

不過手感會比較軟，也比較容易起毛，但從外觀來看一般人是分不出來的


至於使用的方法 一樣是做成UD PREPREG (單向預浸布)後，一捲一捲再去裁切疊層

主要用來補強車架裡需要剛性的部分啦


但為甚麼我說高模數的碳纖維是極品呢

先看下面這張圖


上圖是TORAY公司的所有碳纖維強度分佈，縱軸是強度，橫軸是模數

所以你可以看出裡面大致分為以縱軸強度為主的高強度系(T系列)

和以橫軸的彈性模數為主的高模數系(M系列)

那是兩個截然不同的強化方向啦，


不過為何我鍾愛M系列呢

再看下面這張碳纖維應用分佈圖就知道了


看到沒，兩張圖一比較

就可以知道高模數M系列可是為了 "宇宙" 用途而開發的啊

那可是"宇宙"用途啊

光聽到那兩個字，雙手握拳的我，左胸口的熱血就開始噗通噗通的一直亂噴啊

歷史上打敗惡魔黨，保護地球，維護宇宙和平，在大氣層裡面外面飛來飛去的傳說 

 

靠的就是高模數M系列啊

 

 

(好啦，以上內容百分百個人自爽虎爛用，絕對不保證正確，大家看看就好)

---

• 留言者: Tony
• Email:
• 網址:
• 日期: 2010-06-29 15:07:44

唬爛也能如此熱血!給一個推!

版主回覆：(07/23/2010 12:37:56 AM)


甘蝦啦

---

• 留言者: tom
• Email: 0008@pchome.com.tw
• 網址:
• 日期: 2010-07-04 00:02:02

請問「引張彈性率(模數)」的大小
是否就等同於所謂的「剛性」的大小？

版主回覆：(07/15/2010 12:30:20 AM)


是的，模數就是傳說中的剛性
賣弄學術的話，也可說是楊氏系數
最大的影響是車架硬邦邦的程度

當然價錢也影響不小就是了。

---

• 留言者: 秋水
• Email:
• 網址:
• 日期: 2010-07-20 03:00:38

那台第一代的鳳凰號早就升級(改款)了好幾次。
有沒新款鳳凰號的圖片？
好像旋風斯巴達的什麼都算舊款。

版主回覆：(07/04/2010 05:18:25 AM)


喔喔
應該是MO1的秋水吧，您好啊

說到這個鳳凰號啊
想當初我認識鐵雄的時候，他就是開這一台上下班的啦
後來有聽說南宮博士借他錢，所以他就升級新飛機啦
這是正常的啦，像我當初買了HERO機，也是整天想升級DESIRE啊

不過鐵雄跟我不熟啦，換新機也沒有主動通知我
所以那個甚麼斯巴達的鬼的我就不知道了..........

想當初，看到鐵雄開這台上下班打壞人穿越大氣層的時候也是很羨慕啊
不過現在學業有成，專業知識百尺竿頭更進一步了
瞭解他開的飛機大概是碳碳複合材料製程的，也就覺得還好了

說到底，那個甚麼3000多度的火鳥功
大概也就是把穿越大氣層產生的高溫
用個甚麼熱導管之類的，
想個辦法把熱接過來導過去然後再發射出去就可以了

說著說著，這種簡單的玩意乾脆哪天自己做一台來玩玩好了.........

---

• 留言者: Johnson
• Email: q2233@ms21.hinet.net
• 網址:
• 日期: 2010-11-04 11:55:36

請問兄台一個問題
如果車廠說車架原用20噸碳纖可改用40噸碳纖.
我如何從車架外觀上判訂20&40噸用料?



版主回覆：(07/23/2010 12:45:30 AM)



從外觀要看出來喔?
最好的方法是就是去找他的價格標籤看一下價格多少錢
超過十萬的車就 "有可能" 有機會使用40噸以上碳纖啊....

其它的話
如果真的要從碳纖維的外觀分出來(不能用手摸的話)
簡單3個字

辦 不 到

---

• 留言者: Alex
• Email: fanfan1925@gmail.com
• 網址:
• 日期: 2010-11-13 15:23:28

dahi30

謝謝你的部落格說明碳纖維.
我沒想到台灣人也非常對此冷門的商品有興趣.
(因為一般民眾都不知道)

我是一個想在台灣生產中高模數的碳纖維的人.
TORAY社長剛好是我朋友的前任長官.
如果我們生產的品質達到TPRAY標準 那就可以對全球出口囉


版主回覆：(11/06/2010 08:32:14 AM)



你好

你如果想生產碳纖維的話
我可以介紹幾個比較專門的人給你

畢竟我雖然在這部落格上唬爛的一副我對碳纖維很了解的樣子
可是實際上如果想要生產碳纖維的話並沒有那麼簡單
而且我對於宇宙戰艦的製造技術還比對碳纖維的製造技術還擅長那麼一點
所以如果硬要在我的履歷上專長那一格上面填上某些東西的生產製造技術
我可能會寫一些鳳凰號、企業號、或是大和艦之類的製造技術

而且這些宇宙戰艦如果製造出來，要出口到全世界絕對比碳纖維還有賺頭
建議可以考慮一下我的意見喔......

---

• 留言者: 老詹
• Email:
• 網址:
• 日期: 2010-11-19 15:02:41

想請問一下關於SCOTT的HMX，在台灣官網上寫強度420KG剛性55頓，這樣會接近哪個區域的碳纖維特性呢?還蠻好奇他們家的碳纖維技術，請指點迷津~

版主回覆：(11/22/2010 01:52:45 PM)


簡單來說大概是M55J

不過我現在正在一個零下十五度的鳥地方
手邊沒有很多資料，能夠開的網頁實在是不多

等我回台灣再說吧.........