5分钟详解碳纤维鱼竿,看完此文你就是专家!

模量表示一个东西是不是容易被抻长了。模量越大,就是表示费更大的劲儿才能把它抻长,东西就越硬。越硬的东西越能有效的传递震动,模量越大的碳纤维,做出杆子越敏感,模量对应敏感。

据碳纤维体验馆了解,大部分钓客,对鱼杆碳纤维材料的了解还存在很多误区和盲点。碳编觉得有必要帮助小伙伴们在漫天忽悠的信息迷阵里擦亮眼睛。

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今天主题是鱼杆碳纤维材料,地球人都知道碳纤维高模量,高强度,低密度的特性适合用来做鱼杆。今天咱不包举宇内,纵横古今,从有碳那天侃起。

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简单来说碳纤维就是一种比头发还细的丝,抻着挺结实,卷着还有点软乎。这有个分子结构示意图,碳纤是稳定的共价键单层和层状结构的结合体,所以各向异性。

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什么是高模量?高强度?

模量表示一个东西是不是容易被抻长了。模量越大,就是表示费更大的劲儿才能把它抻长,东西就越硬。越硬的东西越能有效的传递震动,模量越大的碳纤维,做出杆子越敏感,模量对应敏感

强度就是使劲抻啊抻,直到吧唧抻断了需要多大劲,这个数越大,就意味着鱼杆拉鱼时能承受的力量越大,也就是越结实。强度对应结实!

稻客:到底啥是IM6,7,8,9,10?

疯鲈:IM6 IM7 IM8 IM9 IM10是一组碳纤维产品代号,既不表示任何产品性能参数,也不是行业标准。生产这些碳纤维的公司是美国的Hexcel,这些产品的商标是HexTow

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鱼民马甲:是IM 后面数字约大,越高级越好吗?

晓鸡:是模量越大越敏感,做的杆子就越脆越容易断吗?

铁杆刘哥: 是碳纤模量越高,比重就越大?

疯鲈:咱们一起看看Hextow碳纤维的官方数据表。

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我们只需要看IM6 IM7 IM8 IM9 IM10。第二列是碳纤维产品的单丝数量,多根极细的单丝集成一束碳纤纤维,鱼杆用的一般都是一万两千单丝的碳纤规格

表的第四列数字就是国际单位的强度,以IM6为例,强度为5723 MPa, 就是说:想拉断一平方毫米粗细的IM6碳纤需要584公斤。一个平方毫米比个牙签还细,非常强的材料!这就是为什么有人经常说,现代的碳纤鱼杆钓鱼是拉不断的,断杆的原因除了生产缺陷,都是不当使用和磕磕碰碰造成的。

表格的第六列数字是国际单位的模量,相应敏感度。

第七列 Strain 是形变,意思是碳纤被拉到断时,被抻长了百分之多少。数字越大的碳纤维,做出的杆子越不怕弯,越能有效的缓冲。就是越韧

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再有就是右起第二行是碳纤密度

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这图比较直观的对比IM系列的强度和模量,纵坐标是强度。在同等粗细的碳纤下,对比它们的性能。

疯鲈:我们钓鱼人真正关心的是同样杆子,哪根更轻。或相同重量,哪根更强

你疯叔要引入另外两个概念——比模量和比强度。比模量和比强度是单位重量的材料的模量和强度。这两个物理量相当于拿两根一样重的杆子去比较,哪个敏感,哪个结实。这样的比较对钓鱼人才有意义。比较中胜出的碳纤,能在得到同样性能的前提下,把杆子做得更轻。或是同样重量的前提下把杆子做得更强

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俺计算了IM系列的比模量和比强度,做了个图。这张图反映的是考虑了密度因素后Hextow 碳纤材料真正的相互江湖地位。首先,你们发现没,IM6比模量比强度都优于IM7。IM6比IM7强!其次,考虑了密度因素后,IM9的江湖地位被IM8动摇,同样的比强度,更低的比模量,IM9完败。最后,在维持了较高的比模量的同时,IM10的比强度遥遥领先,即敏感又结实

晓鸡:是模量越大越敏感,做的杆子就越脆越容易断吗?

不是,例如,IM10的比模量位居前列,比强度更是遥遥领先,就是说做出同样重量的杆子IM10不但具有超越6,7,9的敏感,而且更结实有力,或者说做出同样结实的杆子,IM10可以做得更轻。同时IM10形变高达2.0,意味着可以承受更大的杆子形变,实现更有效的缓冲,容忍更离谱的误操作。

铁杆刘哥: 是碳纤模量越高,比重就越大?

密度的数值就摆在那,IM系列没这规律。

青青美煤:咦,我怎么在鱼竿上从来看不见HexTow这几个字?

疯鲈:使用HexTow材料的厂商杆身字样从简,只标IM6。有其它公司把他作为基准(benchmark)去开发和对比自己的产品,如果模量强度都接近,不输IM6,他们就也在杆子上标注IM6字样了。毕竟HexTow是商标,只用IM6的字样没人管得了。于是IM6的名称就被到处乱用,到后来IM8,IM9也是冒牌满天飞,很多杂牌子杆子都形迹可疑,用的啥纤维鬼才知道。

汪胖:啥是24T? 30T,40T,55T 也是产品编号吗?

疯鲈:问得正是时候!与IM系列不同,24T这组符号确实是有物理意义的,表示碳纤的大约模量级别。既然提到24T我们就必须说说世界最大的生产碳纤的公司,日本的东丽——Toray,它的碳纤产品商标是东丽卡—Torayca

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Toray公司的碳纤维按不同应用需要,产品线分为以强度为主的T系列和以模量为主的M系列。其中

24T的模量等级对应T700

30T的模量等级对应T800

40T的模量等级对应M40

60T的模量等级对应M60

依次类推

上图是他家官方产品数据。同样的俺计算了他家产品的比模量和比强度,如下表:

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是骡子是马拉出来遛遛。(这张碳纤江湖地位图天下独此一份,注意收藏。东丽卡和IM的碳纤俺全都放到了上面这张图上对比,谁更牛鼻让数据说话。40,46,50,55T 都有较高的比模量,很敏感,强度却差得一塌糊涂。大家也许发现了我做的两个小数据表里都有个黄条,那组数就是最大形变,对比一下可以看出,东丽的 M40,46,50,55,60的最大形变都小得可怜,如果用在制竿,是真正敏感又脆弱的小宅男。至于24T 也是弱的一塌糊涂,被IM6甩了两条对角街。到30T才追上了一点。T1000追求强度,敏感却输给了IM8,9,只比IM6 高了一点点。但是它最大形变高达2.2,适合糙人干糙活儿,缓冲大鱼有优势。T1100,敏感和强度都属上乘,和IM10有一拼。

疯鲈:至此大家对市面的碳纤有了清楚的认识,至于选哪一种,看你钓什么鱼,需要什么样的杆子功能,在满足需要的前提下考虑性价比……

船长不耐烦打断道:啰里巴嗦说半天,对自己好点,买贵的就得了呗。

疯鲈不服:越贵越好吗?各公司旗舰的产品经常换代,新品有很大的试验性,需要用户反馈,成品率低,高成本,这些都会体现到价格上,而新一代产品的成败是个未知之数,有可能一代经典,有可能一茬鸡肋。追新需谨慎,土豪请随意。

德州老赵:听说都出了IM12的鱼杆了,你咋不提?

疯鲈:我特意打电话问过Hexcel,人家说压根没出过IM12这种东西,我中英文搜索过半天相关信息,也没有找到IM12材料数据,只是从有些卖家信息里看到是40T和46T的混用,如果信息可靠,IM12的强度堪忧,用着让人揪心。

牛肉:那石墨烯鱼竿真的很厉害吗?

疯鲈:就打个比方吧,结构上,碳纤维就好比是一层层有磁性的六角眼儿铁丝网吸在一块儿。有一片不小心消了磁,叭嗒掉下来了,这个单片就是石墨烯。这东西微观上很了不得,一层的本事大概能顶三四层碳纤,可是一毫米厚的碳纤是200多万层这样的铁丝网,一片石墨烯管个毛用。

小齐:那要多堆几层呢,

疯鲈:多堆几层它瞬间就无敌属性消失,打回原形,不再叫石墨烯,叫碳纤掉的渣。哦,对了,虽然这东西在鱼杆上增加模量强度都是扯淡。不过这东西最大的本事是巨能导电,可以提高雷之召唤术

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爱国:国产碳纤维怎么样呢?

疯鲈:欧美日本长期封锁碳纤维技术,中国只能靠自己,2007中国有了T300级别的碳纤维,现在可以量产,一直到2016年2月哈尔滨天顺化工才弄出了相当于T700的碳纤,成本也可以接受了,生产还没有规模。T700啥概念?远不如IM6。就是说中国自己的碳纤离能做好杆子的水准还差得很远。别看牛叉吹的当当响,实际中国碳纤落后世界三十年。

眼下全世界每年碳纤产量四万多吨,日本的东丽 帝人和三菱三大公司占了大头,台湾台塑公司出的台丽碳纤也很牛叉,2015年产就是8750吨,牛叉了不少年了也不说帮天朝大哥一把,湾湾也挺不是那意思的,不过俺们也习惯了。

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这张图是Hexcel的预浸碳布示例。IM10 的强度本来是6964MPa,加完树脂的碳布只剩了3310,模量也从310GPa掉到了190。树脂对杆子的影响是巨大的。这还不算表面涂层。大家注意表下面的一行小字,说得是碳纤一般在碳布里的体积比占到60%,也就是树脂占了40%的体积比。至于重量占了多少,下面这半张东丽的参数表给出了使用各种不同树脂的预浸布里,树脂的重量百分比。可以看到树脂重量在24-37%之间。

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海盗:100% 碳的是不是比98% 95% 碳的好

疯鲈:碳纤重量在杆身的比例实际根本达不到90%,大概连80%都难。市面上标示这样标示杆子的有两种情况。

一种是例如 100% carbon,就是说都是碳布卷的,这不废话吗。验明正身烂杆子一条,等同于草鞋没号。

另一种是例如 98% IM6,这种其实还是靠谱的,说的是除了用IM6碳布,还使用了2%的其他纤维。

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米粥问:NRX到底哪里好

疯鲈:人在美国漂,总得烧美刀。既然提到NRX,G Loomis和St.Croix 这两家美国制杆公司还是得提一下。他们各自的旗舰产品 NRX 和 Legend 书写了两段传奇,而这两段传奇最大的功臣其实都是一个东西,3M的纳米树脂(3M silica matrix nano resin)。

大S:那强度大的碳纤维更扛揍吗?

疯鲈:哪种碳纤维也不扛揍!咱们前面说了一大堆都是碳纤维轴向属性,就是沿着长的方向抻来抻去。而扛不扛揍得看剪切方向的属性,就是横向的。碳纤的剪切方向模量,抗压强度都催人泪下,一根竹杆就能打败他们所有。

然则,3M的纳米树脂神奇的改善了鱼杆的扛揍属性,作出的鱼竿更皮实。那它神奇在哪呢?它掺了沙子!

老刘:为毛掺沙子?

疯鲈:因为纳米级别的细沙子在碳布打了卷后的热处理过程会随着树脂的熔化渗入碳纤非常细微的缝隙里,因为沙子真的够细,其他任何树脂填料都不能到达的空隙,纳米沙子都能溜进去,和树脂碳纤一起固化后大大增强剪切方向,就是横向,鱼竿的强度和硬度

以PAN方式生产碳纤大约需要300度,一般的环氧树脂碳纤维预浸布成型温度大概一百多度没大错。而3M纳米树脂只有在极为精确的固化(cure)程序下,才能最大化的实现它的能力。所以St.Croix家电脑精控的烤杆子的炉子和电费都比别人家贵。纳米树脂不便宜,配的上用的碳纤也是高端。

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疯鲈:这种深入碳纤细微空隙的纳米沙子和碳纤,树脂一起构成的杆身产生了一种混凝土效应。

当一个钓鱼的抡圆了不小的jig奋力甩出时,啪!jig砸在了自己的杆子前段,我们都知道这要杯具了。然尔同样一下砸在了用了纳米树脂的杆身上,坚硬的纳米小沙子就会像混凝土中的石子一样起到扛雷的作用,别看人家小,骨头硬,同伴多。结果是杆身被敲的剧震,杆子的纤维破损甚至都能看得出来,但杆子很大可能不会断,并且只牺牲了很小部分的纤维,依然保有百分之八九十的战斗力。

所以使用 3M 纳米树脂,得到的杆子更结实,更抗压,更能承受撞击。抗揍性能大大提高,鉴定为皮实。NRX 和 Legend 之后,,使用3M纳米树脂的公司越来越多,Sage ,Hardy 等等等,渔民有福。用3M纳米树脂的产品线也越来越多,比如现在St.Croix 家凡是标明 FRS 技术的,就是用了3M树脂,要记住。

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海盗:St croix家 TET 技术是个啥?

疯鲈:这个说白了就是碳布不规规矩矩裁成梯形,边缘裁成曲线歪七扭八的,缠出来杆子调性更可控的技术。

疯鲈:童鞋们,看到这里,鱼杆碳纤你已经是专家了。

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