冯消冰，吴任东，袁朝龙，焦　玮

(清华大学机械工程系，北京 100084)



专论与综述

环境对碳纤维增强基复合材料的影响及其防护措施

冯消冰，吴任东，袁朝龙，焦玮

(清华大学机械工程系，北京 100084)

摘要：在航空、航天、建筑工程、汽车、医疗、体育等各个领域中，碳纤维复合材料作为一种先进复合材料，已经得到了广泛应用。在碳纤维复合材料的各类工程应用中，其不可避免地会受到严寒、酷热、湿热等周围环境的影响。碳纤维复合材料在不同应用环境下，温度、湿度的差异对碳纤维复合材料的可靠性提出了更高的要求。温度的变化会造成层间内应力的改变以及组分性能的差异。本文研究碳纤维复合材料的吸湿规律，阐述其破坏的机理，使碳纤维复合材料在工程应用中发挥出更大的作用。另外，由于碳具有较好的导电性，并具有较高的电位，碳纤维复合材料在一般环境中呈惰性，显示贵金属的特性，电位较高，所以与金属材料连接时，都起阴极作用，会加速金属的腐蚀，可以通过一定的防护手段来解决这个问题。

关键词：碳纤维，湿热，高低温，腐蚀，防护

近年来，由于碳纤维复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer，简称CFRP)的轻质高强、可设计性好、抗腐蚀能力强、电磁性能优良、耐疲劳性好等特点，逐渐成为研究和应用的热点。同时，CFRP作为一种先进复合材料，在航空、航天、建筑工程、汽车、医疗、体育等领域得到了广泛应用。通常，CFRP会更多地处于较恶劣的自然环境中，如桥梁工程、海洋工程、地下工程等领域，所以CFRP需要有较好的抵抗恶劣甚至极端环境的耐久性能。……