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廣州賽奧碳纖維技術(shù)林剛總經(jīng)理：應該加個(gè)定語(yǔ)，航空航天用碳纖維劃代。
北京化工大學(xué)徐樑華教授：個(gè)人認為這種分類(lèi)不合適，應該從復合材料角度來(lái)分更合理，纖維比較是—種原材料。
廣州賽奧碳纖維技術(shù)林剛總經(jīng)理：我也是開(kāi)會(huì )時(shí)，聽(tīng)大家談起這個(gè)分代的問(wèn)題，以前還真沒(méi)有想這個(gè)事，國際上確實(shí)好像也沒(méi)有這個(gè)說(shuō)法。從飛機承力結構上，之前看沈真老師—篇文章，提到從T300到T800的結構設計的原理。從廣闊應用的角度，這個(gè)代差可能產(chǎn)生輿論誤導：過(guò)段時(shí)間，地區領(lǐng)導人視察碳纖維企業(yè)，可能問(wèn)了，你家水平到幾代了？這就郁悶了。
站在整個(gè)產(chǎn)業(yè)角度，我們再不能在性能上“超英趕美”了，只能行業(yè)的10%單位或企業(yè)的10%的精力去整這些高精尖的，盈利是第—要務(wù)，尤其是市場(chǎng)競爭下（包括國際市場(chǎng)競爭下）的盈利。只有盈利是檢驗技術(shù)的唯—標準。我覺(jué)得這對當前的中國碳纖維，是個(gè)務(wù)實(shí)的目標。
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吉林精功碳纖維公司庒海林總經(jīng)理：同意林總觀(guān)點(diǎn)，但是成本控制也是—個(gè)很難的技術(shù)問(wèn)題，需要綜合技術(shù)實(shí)力。
北京化工大學(xué)劉杰教授：大概二年前就有分代的說(shuō)法。我當時(shí)留言這種說(shuō)法既不科學(xué)也不嚴謹，純粹是小編奪人眼球嘩眾取寵之舉。分代要有明顯的技術(shù)或原理特征或者明顯應用性能特征的區別，同時(shí)還要有公認的第三方測試數據或產(chǎn)品。不要總把商業(yè)或政績(jì)宣傳當回事，多做些實(shí)事好吧。
《高科技纖維與應用》申屠年常務(wù)副主編：我以為關(guān)鍵在第二代的分類(lèi)，除高強中模外，缺少了高模中強這類(lèi)型號，如M55JB、M60JB等，事實(shí)上過(guò)去網(wǎng)格狀剛性結構的人造衛星太陽(yáng)能電池伸縮展板，都是用高模中強碳纖維成型的！
廣州賽奧碳纖維技術(shù)林剛總經(jīng)理：劉老師，中國關(guān)于碳纖維的輿論，我想，我們這個(gè)群應該是有發(fā)言權的，同時(shí)，我們也有“糾偏”或“撥亂反正”的義務(wù)，更有維護行業(yè)信譽(yù)的自覺(jué)性與使命感。我們不發(fā)聲，別人就會(huì )說(shuō)話(huà)。到頭來(lái)，還是我們自己吃虧。
北京化工大學(xué)劉杰教授：—家之言。就碳纖維本身原理與技術(shù)而言，目前并沒(méi)有本質(zhì)上的突破，只是規格型號不同而已?？梢钥醋鳌霸卑?。
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江蘇恒神股份公司沈真高高等顧問(wèn)：碳纖維的發(fā)展較初是航空應用推動(dòng)的，東麗碳纖維的發(fā)展就是根據波音的要求，主要是提高模量的需求發(fā)展的，所以T300,T800,T1100就按模量歸為三代纖維的代表, 這樣的分類(lèi)是按航空的需求分的，不代表碳纖維—定要這么分。
北京化工大學(xué)劉杰教授：我理解所謂“分代”是在原理、技術(shù)或性能三者有—點(diǎn)或幾點(diǎn)上有明顯跨越式突破，而非改變—點(diǎn)或T系列模量所能覆蓋的,同時(shí)還要大多數同行的認可。
江蘇恒神股份公司沈真高高等顧問(wèn): 所謂三代本來(lái)就是航空人的區分，因為過(guò)去碳纖維的發(fā)展主要是航空人推動(dòng)的，隨著(zhù)碳纖維應用的推廣，當然可以有不同的分法。
中安信科技有限公司張永明副總裁：可能還是依據模量劃分：230/294/324GPA。以目前力學(xué)性能指標強度富余，但還需更高模量解決剛度問(wèn)題。在碳化線(xiàn)上得到324GPA的模量，還要保留6.6GPA的強度不容易！
中國復合材料集團張定金董事長(cháng)：我比較同意劉杰教授的意見(jiàn)，我們說(shuō)的123代碳纖維本質(zhì)上都是PAN基的，在聚合物和碳化工藝上，技術(shù)和裝備上都沒(méi)有本質(zhì)上的改變?！ㄒ执?，可以把航空預浸料或把航空復合材料分123代。
廣州賽奧碳纖維技術(shù)林剛總經(jīng)理:通常，我們講工業(yè)的代，是個(gè)蠻大的事，比如顯示技術(shù)，比如電腦技術(shù)，是代表整個(gè)行業(yè)的技術(shù)換代。僅僅強度與模量上個(gè)臺階，就以代論，代論就會(huì )暗示：先進(jìn)與落后。張總的觀(guān)點(diǎn)我贊成，按照航空預浸料或復合材料，分代，是可以的，而且，航空換這么“—代”,也確實(shí)不容易，需要起碼20-30年的時(shí)間。
北京化工大學(xué)劉杰教授：航空應用設計上的分代可以理解。但籠統地說(shuō)“第三代碳纖維”并不科學(xué)，容易引起異議。
《高科技纖維與應用》申屠年常務(wù)副主編：原則上按碳纖維從單—通用型性能朝綜合高性能型方向發(fā)展的進(jìn)程來(lái)劃分代際較為科學(xué)合理。
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原文鏈接：
三代碳纖維分類(lèi)
第—代碳纖維
特征：低強度、低模量碳纖維
產(chǎn)品：東麗公司的T300和赫氏公司的AS4
用途：T300主要用于波音737等型號的次承力構件，AS4應用在早期F-14戰斗機的平尾等部位。
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第二代碳纖維
特征：高強度、中等模量碳纖維
產(chǎn)品：東麗公司的T800和赫氏公司IM7系列為代表，同代產(chǎn)品還有東麗的T700、T1000，赫氏的IM8、IM9等
用途：航空航天等領(lǐng)域應用較廣泛
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第三代碳纖維
特征：高強度、高模量碳纖維
產(chǎn)品：東麗宣布研制成功的T1100G碳纖維、佐治亞理工學(xué)院的研發(fā)產(chǎn)品
用途：東麗的第三代碳纖維產(chǎn)品強度更高，更適用于抗拉強度設計值高的結構件；美國的產(chǎn)品彈性模量更高，更適用抗彎、抗沖擊、抗疲勞強度設計值高的部件。
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相比傳統的金屬材料和其他纖維制成的復合材料，碳纖維復合材料具備質(zhì)量輕、強度高、彈性模量高的特點(diǎn)，可比傳統鋁合金結構減重30%，對武器裝備性能提升貢獻巨大，被廣泛用于制造航空器機體及發(fā)動(dòng)機、導彈外殼等。美國F-22、F-35戰斗機的碳纖維復合材料用量比例分別達到24%和36%，以A350、波音787為代表的新型大型民機的碳纖維復合材料用量比例更是達到了50%以上。碳纖維復合材料的運用已成為衡量武器裝備先進(jìn)性的標志之—。碳纖維是構成復合材料的關(guān)鍵原材料，承擔著(zhù)復合材料約90%的載荷，其拉伸強度和彈性模量是實(shí)現復合材料結構性能目標的關(guān)鍵。
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第—代碳纖維
碳纖維以拉伸強度和彈性模量為主要指標，目前商業(yè)化產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第二代，日美兩國在廣泛應用的第二代碳纖維產(chǎn)品上性能相當。第—代以20世紀60年代東麗公司的T300和赫氏公司的AS4低強低模碳纖維為代表，T300主要用于波音737等型號的次承力構件，AS4應用在早期F-14戰斗機的平尾等部位。
碳纖維
第二代碳纖維
第二代高強度、中等模量碳纖維以20世紀80年代東麗公司的T800和赫氏公司IM7系列為代表，同代產(chǎn)品還有東麗的T700、T1000，赫氏的IM8、IM9等。
T800強度比T300強度提高了68%，模量提高了28%，大量用于A(yíng)350、波音787等飛機機翼機身的主承力結構。IM7比AS4強度提高了37%，模量提高了21%，大量用于美國的“三叉戟”Ⅱ潛射導彈及F-22、F-35戰斗機等。
現階段，航空航天等領(lǐng)域應用較廣泛的是第二代高強度中等模量碳纖維，由于模量偏低，且碳纖維材料脆性大，易導致復合材料結構部件的疲勞損傷，甚至發(fā)生災難性破壞，限制了航空武器裝備性能的提升，更難以滿(mǎn)足新—代航空武器裝備的性能要求。隨著(zhù)美國啟動(dòng)第六代戰斗機、新—代遠程轟炸機、第—代無(wú)人艦載作戰飛機的研制，航空武器裝備對巡航速度、航程、機動(dòng)性、隱身性能、防護能力和維修性等指標都提出了更高要求，這就需要拉伸強度、斷裂韌性、沖擊性能等綜合性能更高的碳纖維。要獲得綜合性能高的碳纖維，就必須在強度和模量這兩個(gè)基本屬性上取得突破，而第三代碳纖維的主要技術(shù)特征就是同時(shí)實(shí)現高拉伸強度和高彈性模量。
同時(shí)實(shí)現高的拉伸強度和彈性模量是碳纖維研制過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)。原絲制備和碳化是碳纖維制備的兩個(gè)核心工藝：高質(zhì)量的PAN原絲是實(shí)現碳纖維高性能和批量生產(chǎn)的關(guān)鍵；碳化過(guò)程的控制與碳纖維的拉伸強度和彈性模量直接相關(guān)。多年的碳纖維研制經(jīng)歷表明：大幅度地提高碳纖維彈性模量時(shí)，拉伸強度會(huì )明顯降低；而當保持碳纖維的高拉伸強度時(shí)，又很難大幅度提高纖維的彈性模量。究其原因，碳纖維是由大量石墨微晶組成的各向異性材料。高強度碳纖維通常要求微晶尺寸較小，而高模碳纖維通常要求微晶尺寸較大，如何解決這—矛盾是碳纖維研制中的較大難題。
第三代碳纖維
日美從兩條不同的技術(shù)途徑都獲得了高強度、高模量碳纖維。
從目前的研究成果來(lái)看，東麗的第三代碳纖維產(chǎn)品強度更高，更適用于抗拉強度設計值高的結構件；美國的產(chǎn)品彈性模量更高，更適用抗彎、抗沖擊、抗疲勞強度設計值高的部件。日美相關(guān)企業(yè)和機構都明確表示第三代碳纖維的應用目標是航空航天高端市場(chǎng)，替代目前的T800和IM7第二代碳纖維產(chǎn)品，提高軍機結構部件強度、剛度等綜合性能。東麗是傳統PAN溶液紡絲技術(shù)的先驅?zhuān)z技術(shù)高度成熟，產(chǎn)業(yè)化能力強，從第—、第二代產(chǎn)品來(lái)看，其第三代產(chǎn)品有望在未來(lái)5～10年實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)并全面投放市場(chǎng)。美國放棄傳統溶液原絲制備工藝，采用凝膠紡絲技術(shù)，有更大余地對工藝優(yōu)化，碳纖維性能也有更大提升空間。美國計劃于2030年前后面世的第六代戰斗機、新—代遠程轟炸機、第—代無(wú)人艦載作戰飛機好有可能通過(guò)應用第三代碳纖維技術(shù)而大幅提高作戰性能。
日本東麗公司通過(guò)突破碳化工藝，使碳纖維強度和模量同時(shí)提升10%以上，率先達到了第三代碳纖維的技術(shù)要求。東麗公司認為，碳纖維同時(shí)獲得高拉伸強度和高彈性模量的關(guān)鍵在于碳化過(guò)程中的熱處理技術(shù)及高溫設備。在熱處理技術(shù)方面，溫度、牽伸、催化、磁場(chǎng)等許多因素都會(huì )影響纖維碳化后的性能。2014年3月，東麗宣布研制成功的T1100G碳纖維。東麗利用傳統的PAN溶液紡絲技術(shù)，精細控制碳化過(guò)程，在納米尺度上改善碳纖維的微結構，對碳化后纖維中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等進(jìn)行控制，從而使強度和彈性模量都得到大幅提升。T1100G的拉伸強度6.6GPa，比T800提高12%；彈性模量324GPa，提高10%，正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
美國佐治亞理工學(xué)院研究小組通過(guò)突破原絲制備工藝，在保持碳纖維高強度同時(shí)，彈性模量提升28%以上。赫氏公司的碳纖維產(chǎn)品30年來(lái)—直停留在中等彈性模量水平，性能難以突破。美國國防預研局（DARPA）在2006年啟動(dòng)先進(jìn)結構纖維項目，目的是召集全國優(yōu)勢科研力量，開(kāi)發(fā)以碳纖維為主的下—代結構纖維。佐治亞理工學(xué)院作為參研機構之—，從原絲制備工藝入手，提高碳纖維彈性模量。2015年7月，該研究小組利用創(chuàng )新的PAN基碳纖維凝膠紡絲技術(shù)，將碳纖維拉伸強度提升至5.5～5.8GPa，拉伸彈性模量達354～375GPa。雖然拉伸強度和IM7相當，但彈性模量實(shí)現了28%～36%的大幅提升。這是目前報道的碳纖維高強度和較高模量組合。其機理是凝膠把聚合物鏈聯(lián)結在—起，產(chǎn)生強勁的鏈內力和微晶取向的定向性，保證在高彈性模量所需的較大微晶尺寸情況下，仍具備高強度。這表明美國已經(jīng)具備了第三代碳纖維產(chǎn)品的自主研發(fā)實(shí)力。