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摘 要 碳纖維及其復(fù)合材料因其優(yōu)異的拉伸性能和輕質(zhì)特性而備受關(guān)注，但是，自從它們問世以來，碳纖維及其復(fù)合材料在壓縮載荷下的較差性能一直是制約其廣泛應(yīng)用的主要障礙

陳靜等[3]的研究表明，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的碳纖維材料電池箱在質(zhì)量減少的同時，提高了剛度和模態(tài)頻率；陳偉[4]將碳纖維材料引入汽車B柱支撐板，在確保碰撞性能的情況下減重55%。商業(yè)領(lǐng)域中，碳纖維材料已經(jīng)大量應(yīng)用在寶馬、奧迪等量產(chǎn)車型的車身結(jié)構(gòu)中[5]；薛嬌[6]基于傳統(tǒng)金屬材料的汽車B柱，使用等代設(shè)計的方法將原有的金屬材料替換成碳纖維復(fù)合材料，并在有限元軟件中進(jìn)行仿真分析。

隨著碳纖維應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，各領(lǐng)域?qū)?em>碳纖維需求量急速增加，制造中的廢棄邊角料和服役期滿碳纖維復(fù)材制品也隨之增長[3]。對廢棄碳纖維復(fù)合材料中的碳纖維進(jìn)行回收再利用是解決碳纖維廢棄物堆積問題的最佳途徑，回收之后的再生碳纖維性能與原纖維相差無幾，回收成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生產(chǎn)成本[4]。回收碳纖維通常采用模壓工藝實現(xiàn)復(fù)材制品成型，并應(yīng)用于汽車外覆蓋件等部位。

Part 1:飛機結(jié)構(gòu)的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)碳纖維復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于許多現(xiàn)代戰(zhàn)斗機，如洛克希德·馬丁F-35閃電戰(zhàn)斗機、歐洲戰(zhàn)斗機、拉斐爾和薩博鷹獅。碳纖維材料是飛機承重結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的材料之一，例如：機翼蒙皮、襟副翼、垂直穩(wěn)定器、 機身和尾翼等。歐洲臺風(fēng)戰(zhàn)斗機，約40%的結(jié)構(gòu)重量是碳纖維增強復(fù)合材料（上圖1）。

國家先進(jìn)高分子材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，為企業(yè)提供從產(chǎn)品設(shè)計、原材料獲取、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品性能評估和廢棄后回收處理的全生命周期技術(shù)服務(wù)，通過與LCA專委會的合作，結(jié)合在高分子材料行業(yè)近30年的大數(shù)據(jù)沉淀，形成了獨特的針對高分子材料上下游產(chǎn)品全生命周期的碳服務(wù)及LCA綜合解決方案。

摘要：本文綜述了過去十年間研究學(xué)者在提升碳纖維增強聚合物（CFRP）復(fù)合材料熱導(dǎo)性能方面取得的進(jìn)展。

然而，碳納米管增強納米復(fù)合材料的高界面熱阻極大地限制了碳納米管優(yōu)越導(dǎo)熱性的利用，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)低于理論計算的預(yù)期。一般來說，碳納米管增強納米復(fù)合材料的界面熱阻可分為基體與碳納米管界面處的熱阻和碳納米管填料之間的熱阻。聚合物基體和碳納米管填料之間的界面熱阻歸因于它們的聲子譜的巨大不匹配，這是難以消除的。界面焊接是提高聚合物納米復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的一種有效方法。

? 3D科學(xué)谷白皮書 技術(shù)特征NASA的這項技術(shù)是首個成功實現(xiàn)高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復(fù)合材料的3D打印技術(shù)。對碳纖維填充的RTM370進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)后進(jìn)行后固化，以實現(xiàn)更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為370℃的復(fù)合材料部件。 ▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復(fù)合材料，打印完成后需進(jìn)行后固化。

(a-i) CCNF/碳納米材料氣凝膠的數(shù)字圖像和(m和n) CCNF/碳納米材料氣凝膠煅燒后的氣凝膠。圖3. CCNF/碳納米材料氣凝膠的SEM圖像。圖4. 氣凝膠的力學(xué)性能。圖5. ΔT-stable的CCNF/碳納米材料氣凝膠在200℃。圖6.

本研究首次制備了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/短碳纖維(SCFs)/Al球形顆粒(PDMS/SCFs/Al)復(fù)合材料。不依賴于任何特定的儀器，利用便利的“搟餅”方法，將SCFs分別排列成水平(0?)，傾斜(45?)和垂直(90?)方向。

4結(jié)論本文研究采用V型缺口試樣測試碳纖維復(fù)合材料剪切疲勞試驗，該方法可以獲得純剪切狀態(tài)以及更加均勻的應(yīng)力分布。對碳纖維復(fù)合材料V型缺口試樣進(jìn)行了應(yīng)力比為0.05的剪切疲勞試驗，獲得了該CFRP的S-N曲線，與金屬的S-N曲線的對比，可見其疲勞強度大于傳統(tǒng)金屬的疲勞強度，說明碳纖維復(fù)合材料具有良好的疲勞性能。

與金屬材料相比，碳纖維增強復(fù)合材料因具有較高的強度重量比和剛度重量比等特性常被用作初級結(jié)構(gòu)。對于組裝結(jié)構(gòu)件和飛機上輕量化混合結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合材料的連接，使用的方法為機械緊固，如鉚釘?shù)取６婕暗綑C械緊固，鉆孔是必不可少的。

高性能復(fù)合材料（尤其是航空、航天、汽車和風(fēng)電結(jié)構(gòu)中的碳纖維復(fù)合材料（CFRP, Carbon Fiber Reinforced Polymer））的核心研究方向。下面我給出一個科研和工程設(shè)計層面系統(tǒng)化的總結(jié)，包括研究方向 、算法、軟件、硬件配置推薦。

復(fù)合材料由基體材料和增強材料兩種組分組成，其中，碳纖維增強復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，以下簡稱CFRP）是指采用碳纖維作為增強材料的復(fù)合材料，具有比強度高，比模量高的優(yōu)點，且具有較高的可設(shè)計性，是寶馬i3電動車、奧迪A8、前途K50電動車等車型主要采用的復(fù)合材料類型。