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

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

碳纖維/PEKK熱塑性3D打印復合材料艙門鉸鏈 瑞士9T Labs開發了一種包含 3 步制造工藝流程的增材融合技術 ( Additive Fusion Technology，AFT) ，并使用該技術制造了碳纖維/PEKK增強的3D打印直升機艙門鉸鏈。

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

國外熱塑性復合材料制造商主要提供的熱塑性復合材料有碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維增強的聚醚酰亞胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）等高性能熱塑性樹脂。這其中以荷蘭TenCate 公司的材料體系及應用技術體系最為完整。

結果表明，碳纖維復合材料的汽車B柱相較于原版的B柱擁有更好的力學性能，其質量減輕了40%;Belingardi等[7]為了能將復合材料利用到保險杠的加工制造中，用數值仿真技術進行了驗證，結果表明，在吸收相同撞擊力和承受相同載荷的情況下，碳纖維復合材料制成的保險杠總體質量更低。可見，碳纖維增強復合材料是汽車輕量化新型材料的優良選擇。

再比如，美國第五代戰斗機F/A-22，作為全球最先進的飛機，它在機身、機翼和尾翼的最重要部分使用了碳纖維復合材料。事實上，這款軍機中的鈦合金占該總重量的40%，復合材料占34%。此外，復合材料的結構強度和耐久性促使了其他飛機部件的開發。如今的隱形飛機是由碳纖維增強聚合物制成的，因為碳纖維具有優越的性能，有助于減少熱輻射和雷達反射。

采用有限元模擬方法研究了定向SCFs與Al球形顆粒復合材料的工作機理和導熱性能。 此外，利用紅外熱像儀觀察了復合材料在加熱和冷卻階段的表面溫度變化。當SCF-90作為裸模和筆記本電腦熱管之間的TIM時，溫度下降了16℃，表明SCF-90成功地實現了沿垂直定向碳纖維基三維網絡的高效傳熱。這項工作說明了使用SCFs制備高導熱3D網絡的前景，可用于未來電子設備的熱管理。

關鍵詞：纖維取向；柔性纖維；離散單元法；漸縮流場；力學性能0 前言碳纖維/環氧樹脂基復合材料(CF/EP)在航空航天、風電、交通等大型承力構件制造中得到廣泛應用[1]，尤其在航空航天方面，常用來制造發動機殼體、蒙皮等重要部件，可以發揮碳纖維復合材料輕量化、高強度等優勢[2]。

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一、主要研究方向碳纖維復合材料的研究主要分為材料設計、力學性能分析、制造工藝與結構仿真、失效與壽命預測四大類： 研究方向 主要內容 1.復合材料微觀建模 單纖維-樹脂界面模型、纖維分布統計模型、多尺度本構關系；研究纖維、界面和基體的耦合機理。

對碳纖維復合材料V型缺口試樣進行了應力比為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金屬的疲勞強度，說明碳纖維復合材料具有良好的疲勞性能。復合材料疲勞試驗服務方案國高材分析測試中心可提供全面的復合材料疲勞檢測服務，確保您的產品安全耐用。

由于碳纖維復合材料固有的各向異性和結構的不均勻性，在鉆孔過程中會產生分層、毛刺、纖維拔出、基體熱降解等多種損傷，從而降低了碳纖維復合材料在疲勞載荷作用下的結構強度和使用壽命。

近期，大連理工大學王海針對用于熱管理的可再生的氣凝膠多功能材料取得最新進展。該文將羧化纖維素納米纖維(CCNF)與碳納米管(CNT)、氧化石墨烯(GO)或碳纖維(CF)通過定向冷凍法制備了一系列纖維素和納米碳復合氣凝膠。雙向冷凍的CCNF/納米碳氣凝膠由于水平和垂直溫度梯度誘導的橋結構而表現出更高的抗壓強度。

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這種獨特的焊接策略為優化填料增強聚合物納米復合材料的熱傳輸性能提供了新的途徑，促進了其在下一代微電子器件中的應用。

復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合材料，具有比強度高，比模量高的優點，且具有較高的可設計性，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合材料類型。