碳纤维复合材料微波固化与热固化工艺的温度特性和力学性能对比研究

摘要整理

本研究采用真空辅助树脂注入微波固化和真空辅助树脂注入热固化工艺制备碳纤维复合材料。系统研究了微波固化和热固化的热生成机制及其与复合材料厚度的关系。微波固化功率分别设定为180 W、360 W、540 W和720 W，热固化功率分别为1000 W和2000 W。采用K型热电偶置于碳纤维层间记录固化过程中的温度曲线。研究了功率水平对复合材料厚度方向温度梯度的影响，该梯度直接影响固化动力学过程。通过固化度、密度和孔隙率等指标对复合材料进行评估。采用单轴拉伸试验、三点弯曲试验和层间剪切强度试验评价复合材料的力学性能。研究结果表明：与热固化工艺相比，微波固化复合材料的制造时间和能耗显著降低；微波固化复合材料的力学性能（拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度）均优于热固化复合材料。该研究为碳纤维复合材料的高效制造提供了技术参考。

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