在本号前期文章《聚焦国外碳纤维的发展历程：日本东丽公司如何划分旗下的三代碳纤维产品》介绍了自1971年日本东丽公司实现PAN基碳纤维商品化以来，经过长达半个多世纪发展，公司将其碳纤维产品划分为三代产品（如下图所示），在产品划分时不但有明确的时间节点，而且有产品类别和丝束规格，具体三代产品如下：第一代：1970年代，碳纤维实现工业生产的初期，纤维丝束规格为3k-6k，代表性产品包括：T300、M30、M40、M46、M50等级别碳纤维；第二代：1980-2000年代，碳纤维实现高强度、高模量化，并具有高生产率，纤维丝束规格6k-24k，代表性产品包括：T700S、T800H、T800S、T1000、M30S、M35J、M40J、M46J、M50J、M55J、M60J、M65J（技术突破但未商品化）、M70J（技术突破但未商品化）等级别碳纤维。
第三代：2010-如今，碳纤维进一步高强度、高模量化，纤维丝束规格≥12k，代表性产品为拉伸强度7GPa的高强度型T1100G和高弹性模量MX系列。
在本文中将从碳纤维复合材料性能方面展示三代高强度型碳纤维的典型特性，以及借助视频来展示第三代T1100碳纤维是如何通过优异的性能实现进一步轻量化的。
在此之前，首先回顾一下碳纤维的优异特性。
碳纤维是一种由碳原子结合而成的纤维材料，它的直径约为 5-7 微米（约为人类头发粗细的 1/10），而且非常轻且坚固。
碳纤维是通过是以丙烯腈为原料进行加工，并经过高温处理，除去杂质元素，使碳原子含量提高到90%以上而制成的。
碳纤维具有三大特点：“轻”、“强”、“硬（刚）”。
换句话说，它具有低比重、高强度、高弹性模量，因此被广泛用于航空航天工业、汽车工业、体育用品等各个领域。
比如，在航空航天领域，通过使用碳纤维材料可以减轻飞机机身的重量来提高燃油效率，并且可以利用其耐腐蚀、不生锈的特性，通过增加机舱湿度来提高舒适度。
在汽车领域，碳纤维可以用于压缩天然气储罐，从而使其作为减少二氧化碳排放的材料而受到关注。
在休闲体育领域，碳纤维可以用于各种运动器材，如钓鱼竿、高尔夫球杆/杆头、自行车车架/轮圈、网球/羽毛球拍、曲棍球杆等，有助于提高运动员的成绩。
然后再回到高强度碳纤维的发展，虽然从发展历程来看，T700S碳纤维处于第一代和第二代产品之间，但是由于其性能尤其是弹性模量230GPa属于标模级，因此下表将其视作第一代产品，并且以T700S碳纤维力学性能为基准，展示了第二代T800S、第三代T1100G碳纤维性能改进情况。
从表格中可以看出，第二代T800S的拉伸强度和拉伸模量相比于第一代T700S分别提升了20%、28%；而发展到了第三代T1100G后，拉伸强度和拉伸模量相比于第一代产品更是分别提高了43%和41%。
由于与第一代、第二代碳纤维相比较，T1100G碳纤维的强度（拉伸强度）和刚度（弹性模量）均有显著提高。
而为了形象的表达这种力学性能带来的优势，通过使用浸有环氧树脂的T700S、T800S和T1100G碳纤维片材（预浸料）制作了“相同刚度的平板”，并进行了验证测试。
测试结果如下表所示，很明显，在相同的刚度条件下，制备的板材所使用的第三代T1100G碳纤维量要少于第一代、第二代碳纤维，而且从板材的厚度和重量的角度，T700S>T800S>T1100G。
通过使用第三代T1100G碳纤维，相比于第一代T700S碳纤维，可以使板材厚度下降11%、板材重量下降10%。
尽管T700S板材更厚更重，但从强度角度来看，更薄更轻的T1100G板材反而更高，从下面视频中可以看出（可关注微信号“碳纤维及其复合材料技术”观看细节），T1100G板材的偏转（挠曲）返回速度相比于其他两种材料要更快。
挠曲返回速度是通过材料从挠曲状态位置返回到水平位置的速度来测量的。
虽然三种板材的刚度相同，但是T1100G碳纤维板材重量最轻，因此弯曲恢复的速度很快。
由于T1100G板材比T700S、T800S板材更轻，因此验证实验的视频显示其具有最快的偏转速度。