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

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(wèn)世以來(lái)，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

? 3D科學(xué)谷白皮書(shū) 技術(shù)特征NASA的這項(xiàng)技術(shù)是首個(gè)成功實(shí)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(duì)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(shí)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(guò)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。

碳纖維/PEKK熱塑性3D打印復(fù)合材料艙門(mén)鉸鏈 瑞士9T Labs開(kāi)發(fā)了一種包含 3 步制造工藝流程的增材融合技術(shù) ( Additive Fusion Technology，AFT) ，并使用該技術(shù)制造了碳纖維/PEKK增強(qiáng)的3D打印直升機(jī)艙門(mén)鉸鏈。

國(guó)外熱塑性復(fù)合材料制造商主要提供的熱塑性復(fù)合材料有碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維增強(qiáng)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(shù)脂。這其中以荷蘭TenCate 公司的材料體系及應(yīng)用技術(shù)體系最為完整。

再比如，美國(guó)第五代戰(zhàn)斗機(jī)F/A-22，作為全球最先進(jìn)的飛機(jī)，它在機(jī)身、機(jī)翼和尾翼的最重要部分使用了碳纖維復(fù)合材料。事實(shí)上，這款軍機(jī)中的鈦合金占該總重量的40%，復(fù)合材料占34%。此外，復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性促使了其他飛機(jī)部件的開(kāi)發(fā)。如今的隱形飛機(jī)是由碳纖維增強(qiáng)聚合物制成的，因?yàn)?em>碳纖維具有優(yōu)越的性能，有助于減少熱輻射和雷達(dá)反射。

結(jié)果表明，碳纖維復(fù)合材料的汽車(chē)B柱相較于原版的B柱擁有更好的力學(xué)性能，其質(zhì)量減輕了40%;Belingardi等[7]為了能將復(fù)合材料利用到保險(xiǎn)杠的加工制造中，用數(shù)值仿真技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)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(fù)合材料制成的保險(xiǎn)杠總體質(zhì)量更低。可見(jiàn)，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是汽車(chē)輕量化新型材料的優(yōu)良選擇。

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

關(guān)鍵詞：纖維取向；柔性纖維；離散單元法；漸縮流場(chǎng)；力學(xué)性能0 前言碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料(CF/EP)在航空航天、風(fēng)電、交通等大型承力構(gòu)件制造中得到廣泛應(yīng)用[1]，尤其在航空航天方面，常用來(lái)制造發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、蒙皮等重要部件，可以發(fā)揮碳纖維復(fù)合材料輕量化、高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)[2]。

讓我們攜手，以千米級(jí)連續(xù)制造能力，共同開(kāi)拓熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用的無(wú)限可能！

一、主要研究方向碳纖維復(fù)合材料的研究主要分為材料設(shè)計(jì)、力學(xué)性能分析、制造工藝與結(jié)構(gòu)仿真、失效與壽命預(yù)測(cè)四大類(lèi)： 研究方向 主要內(nèi)容 1.復(fù)合材料微觀建模 單纖維-樹(shù)脂界面模型、纖維分布統(tǒng)計(jì)模型、多尺度本構(gòu)關(guān)系；研究纖維、界面和基體的耦合機(jī)理。

對(duì)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(yàn)，獲得了該CFRP的S-N曲線，與金屬的S-N曲線的對(duì)比，可見(jiàn)其疲勞強(qiáng)度大于傳統(tǒng)金屬的疲勞強(qiáng)度，說(shuō)明碳纖維復(fù)合材料具有良好的疲勞性能。復(fù)合材料疲勞試驗(yàn)服務(wù)方案國(guó)高材分析測(cè)試中心可提供全面的復(fù)合材料疲勞檢測(cè)服務(wù)，確保您的產(chǎn)品安全耐用。

近期，大連理工大學(xué)王海針對(duì)用于熱管理的可再生的氣凝膠多功能材料取得最新進(jìn)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(guò)定向冷凍法制備了一系列纖維素和納米碳復(fù)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(dǎo)的橋結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出更高的抗壓強(qiáng)度。

由于碳纖維復(fù)合材料固有的各向異性和結(jié)構(gòu)的不均勻性，在鉆孔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)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(fù)合材料在疲勞載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。

abaqus碳纖維復(fù)合材料熱固化模擬，球形件模型，chile模型，內(nèi)附inp，CAE，ODB模型

這種獨(dú)特的焊接策略為優(yōu)化填料增強(qiáng)聚合物納米復(fù)合材料的熱傳輸性能提供了新的途徑，促進(jìn)了其在下一代微電子器件中的應(yīng)用。

復(fù)合材料由基體材料和增強(qiáng)材料兩種組分組成，其中，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP）是指采用碳纖維作為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料，具有比強(qiáng)度高，比模量高的優(yōu)點(diǎn)，且具有較高的可設(shè)計(jì)性，是寶馬i3電動(dòng)車(chē)、奧迪A8、前途K50電動(dòng)車(chē)等車(chē)型主要采用的復(fù)合材料類(lèi)型。