TORAYCA®T1100G和TORAYCA® M40X是什么?
东丽开发的TORAYCA®T1100G和TORAYCA® M40X，实现了长久以来被认为难以兼顾的碳纤维强度和硬度（弹性模量）的平衡，是相较第一代、第二代更高维度的第三代碳纤维材料。
本页除了对第三代碳纤维的概要外，还将对T1100G和M40X进行详细说明，以供参考。
※TORAYCA® 中文商标：东丽卡®
第三代碳纤维实现了一直以来被认为技术性难度极高的强度和硬度（弹性模量）的兼顾，是同时具有高强度，高硬度（弹性模量）的材料。通常，碳纤维的强度和硬度之间存在一种对立关系，即一方增加，另一方就会减少。
第三代碳纤维通过使用纳米级控制纤维结构的碳化技术，成功实现了强度和硬度的同时提升。由此而得以问世的正是高强度型的T1100G和高模量型的M40X碳纤维。
高强度型 *括号内是対比T700S
| 等级 | 强度 [GPa] | 弹性率 [GPa] | 伸长率 [%] | 密度 [g/cm3] | |
|---|---|---|---|---|---|
| 第二代 | T700S | 4.9 | 230 | 2.1 | 1.80 |
| 第二代 | T800S | 5.9 (+20%) | 294 (+28%) | 2.0 | 1.80 |
| 第三代 | T1100G | 7.0 (+43%) | 324 (+41%) | 2.2 | 1.79 |
高弾性率型 *括号内是対比M40S
| 等级 | 强度 [GPa] | 弹性率 [GPa] | 伸长率 [%] | 密度 [g/cm3] | |
|---|---|---|---|---|---|
| 第二代 | M40S | 4.5 | 377 | 1.2 | 1.80 |
| 第三代 | M40X | 5.5 (+22%) | 377 | 1.5 | 1.79 |
如上图及对比表所示，T1100G和M40X在强度和硬度（弹性模量）的平衡方面优于以往的碳纤维。例如，T1100G的强度为7.0GPa，硬度（弹性模量）为324GPa，而前一代的T800S的强度为5.9GPa，硬度（弹性模量）为294GPa。另外，尽管M40X和前一代的M40S的硬度（弹性模量）相同都是377GPa，但M40X的强度为5.5GPa，而M40S的强度仅为4.5GPa。因此，T1100G和M40X成功实现了此前被认为难以做到的“更硬更强”。
碳纤维是什么？
碳纤维是一种由碳原子组成，直径约为5-7微米（大约为头发直径的1/10）的纤维状材料。具有更轻，更结实的特性。常被用作服装原料的丙烯腈，在经过纤维化加工和高温处理去除杂质后，碳原子含量将提高至90%以上，这种材料我们就称之为碳纤维。
碳纤维主要具有“轻”、“强”和“硬”的三大特点。因其具有低比重、高强度和高硬度的特性，碳纤维常被应用于航空航天、汽车工业、体育用品等各个领域。例如在航空航天领域，通过使用碳纤维后实现了机体的轻量化，可以有效地降低油耗，并且因其不生锈的特性，我们就可以通过提高客舱湿度来提升乘坐的舒适感。在汽车领域中，车体的轻量化可以有效降低油耗，同时因其在氢气、天然气储气瓶上的使用，能减少CO2的排放，碳纤维正在受到广泛的关注。在体育领域，从最早的钓竿，到现在的高尔夫球杆/球头、自行车车架/车圈、网球/羽毛球拍、曲棍球杆等，碳纤维正被广泛应用于各类体育器材中，以提高运动员的表现。
TORAYCA® 碳纤维T1100G是什么？
首先让我们介绍一下TORAYCA® 碳纤维T1100G的特点。
比一直以来的常规碳纤维产品更轻更强
正如前文所述，T1100G的强度和硬度（弹性模量）较以往碳纤维有显著提升。
为了介绍这一特点，我们使用了T700S、T800S和T1100G的碳纤维预浸料制作了“相同硬度的板材”，并进行了验证测试。本次板材的厚度和重量测试结果由大到小的排序如下：
T700S＞T800S＞T1100G。
| 板材厚度 [mm] |
板材重量 [g] |
|
|---|---|---|
| T700S | 2.4 | 11.7 |
| T800S | 2.3 (-6%) | 11.0 (-6%) |
| T1100G | 2.2 (-11%) | 10.5 (-10%) |
*括号内是对比T700S
我们知道硬度高的碳纤维相较硬度低的碳纤维，可以用更少的量制作出相同硬度的板材。由测试结果可知，尽管T700S板材的厚度和重量更大，但更轻薄的T1100G板材却拥有更高的强度。
轻薄的制品具有更快的回弹速度
回弹速度是通过物体从弯曲状态恢复到水平状态的速度来测定的。尽管板材的硬度相同，但由于T1100G的重量最轻，因此，其回弹速度也最快。
通过验证实验的视频可以看出，因为T1100G相较T700S・T800S更轻，因此其回弹速度也最快。
TORAYCA® 碳纤维M40X是什么？
接下来，让我们介绍一下TORAYCA® 碳纤维M40X的特点。
比以往的碳纤维产品更强
一般来说，提高碳纤维的硬度会导致其强度降低，变得更加脆弱。与T1100G类似，M40X也是为了追求同时具备强度和硬度而开发的碳纤维产品。与过去的M40S相比，M40X在保持了相同硬度的同时，将强度提高了约20%。为了验证其性能，我们制作了相同硬度的M40S和M40X碳纤维板材，并进行了比较。
| 板材厚度 [mm] |
板材重量 [g] |
|
|---|---|---|
| M40S | 2.0 | 10.0 |
| M40X | 2.0 | 10.0 |
尽管M40X和M40S板材的硬度相同，但结果显示，M40X的强度却更高。这是一个具有颠覆碳纤维传统定论的结果，我们的客户正充分利用M40X的这一特点大力地开发新产品。
总结
T1100G和M40X是成功实现了以往碳纤维材料被认为难以同时兼有的高强度和高硬度（弹性模量）的素材。通过运用这两种材料，我们可以期待高夫球杆、钓竿、自行车等体育器材性能上的卓越提升。
| 使用用途例 | 可以期待的效果 |
|---|---|
| 高尔夫球杆 | 轻量化=优化整支球杆的重量平衡，以提升击球的稳定性和飞行距离 |
| 鱼竿 | 轻量化，高刚性化=提升鱼竿的传导性，远投性，上鱼更轻松 |
| 自行车 | 轻量化，高刚性化=减少骑行中的能量损失 |
东丽公司秉持着“通过创造新价值为社会做贡献”的企业理念，通过开发符合客户需求的材料，为社会做出贡献。
有关本次介绍的M40X的新一代进阶产品M46X， 请点击此处
