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高性能复合材料是以高模量、高强度、耐高温和轻质等优质性能著称的一类新型材料,并且具有优良的结构设计性和优化性,主要应用于航空、航天、国防、汽车、建筑、机械制造和电子电器等领域。高性能复合材料树脂基体通常分为两大类:热塑性和热固性树脂。热塑性树脂基复合材料由于在品种、韧性、成型时间、可回收利用、结构设计性等方面都优于热固性树脂基复合材料,从而受到越来越多关注。高性能复合材料以碳纤维为主的增强基体形式主要分为:短纤维、长纤维和连续纤维。短纤维增强树脂基复合材料在力学承载上有限,连续纤维增强树脂基复合材料在成本上过高。在此背景下,本课题采用长纤维增强热塑性树脂基复合材料。本文以本课题组自主研发的含二氮杂萘联苯结构的聚芳醚砜酮(PPBESK)树脂作为基体,长切碳纤维(T700SC-12K,25mm)为增强材料,PPBESK分子主链中引进了“扭曲非共平面”的杂萘联苯结构的引入,赋予了该聚合物耐高温(Tg=265℃)、高力学强度,并且可溶解于常见溶剂(氯仿)等独特的性能,故采用溶液浸润法,探究了开炼机碾压法、溶剂沉降法、超声波振动法和超声二次浸润法制备复合材料预浸料对LCF/PPBESK复合材料性能的影响,结果表明超声波振动法制备预浸料工艺得到的复合材料综合力学性能最优,其最佳的碳纤维含量为45%,并且详细地探究了成型工艺中不同的因素对复合材料力学性能的影响;从SEM中分析可知超声波浸润效果最佳;从DMA、热膨胀系数和热容分析中可知LCF/PPBESK复合材料具有很高的耐热性能和良好的隔热性能。采用超声波浸润工艺制备LCF/PPBESK复合材料样板,考察了测试样板在干湿态不同温度的环境条件下的力学性能,结果表明材料在150℃综合力学性能最佳,在干态时拉伸、弯曲、压缩强度分别为244MPa、279 MPa、169 MPa;湿态时拉伸、弯曲、压缩强度分别为168MPa、227 MPa、98 MPa。相对于常温下,其他温度测试条件下的力学性能保持率很高,尤其是在高温150℃的力学性能已经超过了常温的力学性能;湿态下的力学性能相对于干态而言保持率都在50%以上。采用超声波浸润工艺,探究了LCF增强PPBESK复合材料机械连接性能,主要研究了单双钉下不同厚径比对连接强度的影响,单双钉不同孔边距对连接强度的影响,并且对比了螺栓连接与胶接连接的强度,结果表明单钉连接的强度明显高于双钉的连接强度。单钉的胶接连接强度是双钉的2倍,是单钉螺栓连接强度的1.5倍,在不同孔边距中,孔边距大的连接强度大。