沈 艳，鲁 泳，刘舒霆，郝小忠

（1.南京航空航天大学，南京 210016；2.南京工程学院，南京 211167）

碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer,CFRP）具有高比强度和高比模量等优点，可显著减少飞机结构重量、增加有效载荷、节约整机能耗、提高结构效率。先进复合材料用量与应用水平已经成为衡量航空结构先进性的重要标志[1]。CFRP构件的固化是影响构件最终质量的关键过程之一[2–3]，固化度在线监测技术对于航空复合材料构件的固化工艺控制具有重要意义。在固化过程中，复合材料的热机械性能随固化度的增加而提高，当固化度达到90%，复合材料的热机械性能随固化度的增大而变化缓慢[4]。若固化时间不充分，构件的固化度过低，过早脱模得到的构件成型质量无法满足设计指标[5–6]。由于缺乏成熟的固化度在线监控技术，工业上常采用保守的固化工艺周期，造成了极大的时间损耗和能源浪费，甚至可能导致过度固化，无法保证零件性能[7]。此外，若固化速率过快，树脂流动不充分，纤维无法充分浸润，CFRP构件内部原有的气体以及固化挥发出的气体无法充分排出，导致成型后的构件有较高的孔隙率，机械强度降低[8–10]。因此，为了保证飞机复合材料高质高效地固化成型，固化度在线监测极为重要。

目前，研究者们已提出了大量基于传感器的固化度在线监测方法，例如光纤传感法[11–19]、介电传感法[2,20–23]、碳纳米传感法[24–26]和超声传感法[27–31]等，通过折射率、温度–电阻特性、声波传输特性等材料性质变化来间接表征固化度变化。……