王柏臣，周高飞，蔡安宁，高 禹，任 荣，刘思扬

(1.沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136;2.沈阳航空航天大学航空航天工程学部，沈阳 110136)

基于碳纳米管复合纤维预制体的复合材料结构和性能①

王柏臣1，2，周高飞2，蔡安宁2，高 禹2，任 荣2，刘思扬2

(1.沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136;2.沈阳航空航天大学航空航天工程学部，沈阳 110136)

通过合成碳纳米管(CNTs)上浆剂、制备纳米复合纤维预制体、RTM成型和固化等工艺过程，将CNTs引入到连续纤维增强环氧树脂复合材料中。采用万能电子试验机、动态力学分析仪(DMA)、扫描电镜等分析测试手段，对混杂多尺度复合材料的弯曲性能、层间剪切强度、玻璃化转变温度(Tg)和微观结构进行测试和表征。结果表明，与不含CNTs的复合材料相比，引入CNTs的混杂多尺度复合材料的弯曲性能和层间剪切强度均提高50%以上。混杂多尺度复合材料的玻璃化转变温度提高至200℃。复合材料断口的扫描电镜观察表明，CNTs复合表面涂层处理能够松弛玻璃纤维增强体表面的应力集中，通过“桥联”作用提高了CNTs混杂复合材料的力学性能。

碳纳米管;纳米复合预制体;混杂多尺度;“桥联”作用

0 引言

连续纤维增强环氧树脂复合材料具有优良的耐热、耐化学腐蚀及强度高、轻量化等优异力学性能和物理性能，广泛应用于航空、航天、船舶等领域，在飞机、太空飞船以及其他工业应用中发挥着重要作用［1］。为适应科学技术的快速发展，传统复合材料的弯曲强度、层间剪切强度等力学性能及热性能仍需进一步提高。……