高性能碳纤维增强尼龙6复合材料因其比强度高、耐腐蚀、尺寸稳定性好等优点被广泛应用于新能源汽车、机械电子、风电叶片等领域,但熔融混合过程中存在碳纤维保留长度短与分散不均等问题,极大地限制了其性能提高及推广应用。对混合过程中物料受力状态及流动形式的调控,提高碳纤维分散效果的同时较好地保留其长度是提升复合材料性能的重要方法。本文通过研制脉动拉伸流动主导的熔融混合装置,开发脉动拉伸形变熔融混合技术,利用理论分析、模拟求解和实验研究等手段对新装置的混合效率与效果进行分析论证,取得的主要成果如下:基于熔体在叶片泵送区及波纹流道中流动截面面积的周期性变化产生渐缩-渐扩流动的原理,开发了脉动拉伸流动主导的熔融混合装置;详细介绍了新装置的工作原理、机械结构及熔融混合过程;建立了叶片泵送区及波纹流道区的物理数学模型,为描述混合装置的流场特性和混合过程中物料的流动行为打下基础。利用数值模拟的方法探索了波纹流道结构尺寸、工艺参数等对流场特性和熔体流动形式的影响规律,发现增大波纹流道振幅能增强物料受到的脉动拉伸形变作用,增大转子转速能提高脉动作用的强度与频率。同时利用实时压力采集对不同结构流道内部的熔体压力变化情况进行探究;分析流道内部的熔体流动形式及影响机制,证明了波纹流道振幅更大的混合装置产生的脉动拉伸作用更强。利用脉动拉伸流动熔融混合装置制备了尼龙6（PA6）/碳纤维（CF）复合材料,对复合材料的微观形貌及性能进行了测试与表征,结果表明:通过叶片泵送区与波纹流道相结合,在低转速（10 rpm）、短停留时间（2 min）便实现了CF在PA6基体中的均匀分散,大振幅波纹流道的混合效率高、效果好,但压力损失较大;新装置制备的复合材料中的CF具有较好的保留长度,同时碳纤维与基体界面结合强度改善,提升了复合材料的综合性能;其他条件相同时,振幅为1.8 mm的波纹流道制备的复合材料拉伸强度和拉伸模量为130.3 MPa和2682.2 MPa,相比常规平流道（0 mm）（102.8 MPa,2072.5 MPa）分别提高了26.8%和29.4%。本文的研究成果拓宽了纤维增强复合材料熔融混合思路,为高性能纤维增强复合材料的制备提供了新方法和新装置。