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纤维增强热塑性树脂基复合材料由于其优异的力学性能、易回收利用等特点而愈加受到重视。而通过多尺度增强进一步优化其综合力学性能已成为目前研究热点。本文采用叠层模压法制备了纳米氧化铝/碳纤维多尺度增强聚酰胺基(carbon fiber fabric/nano alumina/polyamide,CFF/Al2O3/PA6)复合材料层压板,借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、热重/差示扫描(TGA/DSC)同步热分析和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等测试手段研究了预浸料制备工艺、模压工艺和纳米Al2O3加入量等因素对碳纤维增强聚酰胺复合材料性能的影响规律。(1)CFF在甲酸溶液浸润24h后,能够有效的去除碳纤维表面的上浆料;4w t%的PA6/甲酸溶液中浸润24h后,可获得浸渗良好的预浸料。(2)通过叠层模压法制备了CFF/PA6复合材料,研究了模压温度、模压压力和保压时间对CFF/PA6层压板力学性能的影响。结果表明最佳的模压工艺参数为:预压在1MPa并保压10min,之后升至全压3MPa并保压15min;装模温度在180℃,模压温度在230℃,CFF/PA6层压板的力学性能为:弯曲强度250.3MPa、层间剪切强度87.1MPa、冲击强度56.1MPa。(3)在树脂PA6中引入纳米Al2O3粒子后,随着纳米Al2O3粒子加入量的增大,CFF/Al2O3/PA6层压板的弯曲强度、冲击强度都呈现先增大后减小的趋势,当纳米Al2O3粒子含量为6wt%时,两项力学强度均达到峰值,但是层间剪切强度出现明显下降。结合SEM微观形貌照片,纳米Al2O3出现不同程度的团聚现象。这说明适量的纳米Al2O3粒子的引入能够明显改善层压板的弯曲、冲击强度,但是对层压板的层间剪切性能不利,这与纳米粒子的团聚有关。(4)纳米Al2O3粒子的加入能明显改善复合材料层压板的力学性能,在纳米Al2O3含量为6wt%时,弯曲强度和垂直方向冲击强度都分别了为387.6MPa、80.3MPa,相对于CFF/PA6层压板分别提高了54.8%和94.9%。