什么是 1k、3k、6k、12k、旦尼尔、分特

化学是复合艺术前沿的一门学科。化学与理解复合纤维的尺寸、测量、分组和编织方式有关。化学用于当今制造的所有复合材料中，并为复合材料设计的未来指明了道路。化学与尺寸、强度、模量、粘合……一切有关！

我们将探讨化学对复合纤维和织物的影响，我们解释了纤维的制造方法、纤维加工的影响以及如何测量每种织物以供当今市场使用。还要理解文章中描述的的所有缩写词。

碳纤维

碳纤维源自当今使用的大多数应用中的聚丙烯腈 (PAN) 长丝。这些纤维富含碳，这将为当今世界所享有的材料特性奠定基础。PAN长丝被纺成并经过一系列拉伸和加热过程以生产碳纤维。最后对这些纤维进行一系列热处理。热处理的温度将决定碳纤维的特性，例如这些碳纤维的尺寸、模量和强度。1500-1600℃ 的低温热处理产生更高强度和标准模量的纤维。另一方面，随着热处理温度的升高（高达 ~3000℃），纤维内的杂质被烧掉，碳纤维实现更高程度的石墨化或结晶。这归因于最终具有更高模量的更细纤维。作为权衡，热量会降低纤维的整体强度，并且碳纤维会变得更脆。

以上是与各种热处理温度暴露相比的单个碳纤维的模量和强度数据的参考。请注意，随着温度的升高，模量会随着整体强度的降低而增加。在 ~3000 ºF 之后，强度差异很小，而模量继续攀升。当复合材料部件需要最大刚度时，可以通过使用高模量或超高模量级纤维最有效地实现。今天选择的大多数织物都在标准模量到中等模量纤维的范围内。

热处理完成后，碳纤维被放入称为“Tow”或“Tow Bundles”的纤维组中。丝束是碳纤维绳，其特征在于其中承载了多少纤维。碳纤维织物和胶带的丝束尺寸通常定义为 1K、3K、6K、12K 甚至 18K，用于特种织物。K 代表织物内每根丝束中有多少根纤维。

热处理和纤维上浆的差异是例如 6K 中间模量纤维可能与 3K 标准模量纤维具有相同尺寸/重量的原因。中间模量丝束中的纤维将比 3K 标准模量纤维和丝束更细，因此更轻。

凯夫拉

凯夫拉等芳纶是由纺成纱线的纤维制成的，然后制成今天常用的织物。根据零件的需要，有多种纤维可供选择，为纱线和织物提供无限可能。在 3种主要光纤类型中，可以说使用 凯夫拉进行测量最为复杂。

凯夫拉织物，作为层压板中使用的复合产品，通常由其层密度定义：通常通过将总织物重量除以材料层或材料卷的表面积来测量。使用的单位是克每平方米 (GSM) 或盎司 (Oz) 每平方米。虽然织物的密度（gsm / oz 等级）是复合材料行业中所有织物的关键测量值，但凯夫拉纤维/织物的特征与碳纤维有很大不同。织物的密度只是划伤了可能来自 Kevlar Fabrics 的真实材料特性的表面。

除了在复合材料中使用织物外，凯夫拉还经常以纱线或“丝束”的形式进行营销和销售。机织或斜纹织物的前体。纱线形式的凯夫拉通常用于防火服装、绳索、电缆、赛车装备和高压容器。测量单个纱线的特性可能几乎与表征织物的特性一样复杂。虽然纱线在每种织物中都非常接近“丝束”，但其中存在一个重要区别。

捻

碳纤维中的丝束是未加捻的纤维束，而凯夫拉纱是由将连续纤维加捻在一起制成的。随着纱线捻度的增加，其特性会发生变化，纱线变得更硬，并且通常具有更高的模量。

旦尼尔和分特

在纱线中，denier、dtex 或简单的“d”等术语通常用于描述纱线的尺寸。尺寸由定义长度上的重量决定。这些单位/测量值来自纺织行业的历史，并通过线密度或简单定义长度上的质量来定义纱线。取一英寸或一码的纱线并尝试称重纱线根本不像测量更长数量的纱线那样可行。反过来，工业界创造了“丹尼尔”作为描述线性密度的一种方式。描述了线性密度，只是以不同的长度单位。线密度是一个重要的度量单位，它表征织物的强度和模量，它还掌握着制造零件需要多少树脂的关键。以下是 Denier 和 Dtex 的描述和关联方式：

旦尼尔 (d) – 9,000 米长的纱线克数

分特 (dtex) – 10,000 米长的纱线克数

（1 分特 = 0.9 旦尼尔）

Kevlar 织物的基线约为 1500 d，但变化很大。在较薄的织物中，旦尼尔可能小于 200d。这意味着该织物将使用更少的树脂，并且总体上是一种更薄、更轻的层，用于可能需要减轻重量的区域。大多数情况下，不同的旦尼尔测量值是因为纱线中使用了不同的凯夫拉纤维类型。纤维和纱线已经过测试，可在织物中获得最佳效果。在较重的一端，Kevlar 旦尼尔测量值可能高达3000d。常用于无卷曲织物，这些织物会吸收更多的树脂并赋予更硬/更柔韧的材料特性。

棕褐色 Kevlar 织物 2×2 斜纹编织 1500d 50″/127cm 6.2oz/210gsm

凯夫拉的颜色是棕褐色，尽管凯夫拉最常见的是黄色。织物具有 2×2 斜纹编织图案，旦尼尔为 1500。这意味着斜纹中使用的纱线在 9000 米长的纱线中重 1500 克。50 英寸/127 厘米代表织物片材的宽度。斜纹织物的总密度为每平方米6.2盎司，每平方米210克。

EPI 与 PPI

人们可能会注意到织物中显示了一个新数字，“18 epi X 30 ppi”

EPI- 每英寸端数（经向）

PPI- 每英寸纬纱（纬纱）

如果要在这种织物上画一个 1" x 1" 的正方形并将其放在放大镜下，他们会在每边找到一定数量的线头和针头。这是每个方向上该英寸内的丝束或纱线的数量。在这种织物中，每英寸织物有 (18) 根单独的 3K 碳纤维丝束，每英寸织物有 (30) 根 940d 尺寸的纱线。

玻璃纤维

玻璃纤维产品主要来自2种纤维类型，E-Glass 和 S-Glass。E-Glass以全面坚固和廉价著称，而S-Glass具有更好的材料强度和模量能力，但成本更高。一旦 E-Glass 或 S-Glass 长丝变成纤维，它们就会以2种不同的方式排列。长丝可用于制造连续纤维，可纺成纱线或短切为短切原丝毡 (CSM) 中使用的不连续纤维。连续纤维中的纱线通常在工业中用于制造机织织物。这两种类型在各自的用途中都有优势。

所有玻璃纤维通常由其层密度定义；通常通过将总织物重量除以层的表面积来测量。使用的单位是克每平方米 (GSM) 或盎司 (Oz) 每平方米。

分离连续纤维的其他标准是面料和粗纱。 布通常较薄，更容易形成复杂的形状，而粗纱可迅速增加厚度和刚性，以叠合零件。