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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)由作为增强材料的碳纤维和作为基体材料的树脂组成,其具有高的比强度、比模量和尺寸稳定性,以及优异的耐腐蚀性能、电绝缘性能和综合力学性能等。早期的碳纤维复合材料主要用于军事领域,随着材料性能的提高及价格成本的下降,碳纤维复合材料被越来越多的应用到一般工业和体育休闲等领域。例如在全球节能和环保趋势的推动下,汽车的轻量化设计成为汽车节能减排的有效途径,而碳纤维复合材料的材料性能及发展趋势正顺应了该发展需求。由于轻量化汽车零部件的一个很重要的特点是需要满足大规模的生产,所以研究CFRP复合材料的板材制备和利用板材进行快速成形性的研究是十分必要的。本文一方面进行了CFRP薄板制备及其性能的研究,另一方面利用CFRP薄板进行快速成形的实验研究。主要包括以下几部分内容:通过进行差示扫描量热仪(DSC)实验以及热稳定性(TGA)实验,测试分析所用碳纤维预浸料的固化反应过程,为接下来制定热压罐工艺提供理论依据。基于单向碳纤维预浸料的可设计性以及DSC测试结果设计了两种实验方案:同一固化温度曲线,3种不同压力(0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa)制备[0/90/0]s铺层CFRP薄板;在同一压力环境,3种不同后固化温度(100℃、130℃、160℃)曲线制备[0/90/0]s铺层CFRP薄板。通过对每一种实验方案下制备的CFRP薄板进行拉伸实验、弯曲实验,探究了不同工艺参数下复合板的力学性能以及复合效果。通过冷镶嵌的方式将CFRP薄板进行金相实验以及通过SEM实验观测拉伸弯曲件的断面,对比不同参数条件下CFRP薄板界面结构以及微观组织差异。结合设备和板材的特点设计、加工出一套合适的拉深模具,并对拉深后试件的破坏情况及拉深力学性能进行了对比,分析了不同参数条件下CFRP薄板的成形性能。通过利用预浸料树脂基体在升温后先软化后固化的特性,提出一种将碳纤维预浸料铺叠在金属铝薄板上直接在树脂软化时进行拉深成形,之后再升温进行固化制备CFRP/Al复层拉深件的方法。探究了不同铝板表面处理方式与碳纤维复合材料拉深后的复合情况。研究表明:压力环境0.6MPa,在预固化温度80℃保温30min,后固化温度130℃保温1.5h在此制备CFRP设计方案中相对较优。添加硅烷偶联剂以及阳极氧化处理对铝板与碳纤维预浸料直接复合拉深成形制备的CFRP/Al复层拉深件的界面有良好的促进作用。本文利用实验研究的方法,对CFRP薄板的热压罐制备工艺、性能检测以及拉深成形性等方面进行了研究和分析,可以为复合材料零部件实际生产和研究提供一定的借鉴。