【摘 要】
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碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）轻质、高强,是航空航天等领域高端装备减重增效的优选材料。固化是CFRP预制件在一定温度和压力条件下形成兼具几何外形与承载性能的构件的过程。相比于传统热压罐固化方法,微波固化方法具有温度响应灵敏、固化周期短、能耗低等突出优势,有望实现CFRP构件的优质高效固化。本文对超材料馈能的多向铺层CFRP层合板微波固化工艺进行了深入研究,主要研究成果如下:（1）针对多向铺层
【基金项目】
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国家自然科学基金:“纤维增强树脂基复合材料微波压力固化基础研究（51575275）”； 国家自然科学基金:“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项:“纤维复合材料微波高压成形装置研发及应用验证（2017ZX04002001-004）”；
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碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）轻质、高强,是航空航天等领域高端装备减重增效的优选材料。固化是CFRP预制件在一定温度和压力条件下形成兼具几何外形与承载性能的构件的过程。相比于传统热压罐固化方法,微波固化方法具有温度响应灵敏、固化周期短、能耗低等突出优势,有望实现CFRP构件的优质高效固化。本文对超材料馈能的多向铺层CFRP层合板微波固化工艺进行了深入研究,主要研究成果如下:（1）针对多向铺层CFRP层合板靠模面难以被微波加热的问题,打破采用传统透波材料、吸波材料和反射材料制作CFRP层合板固化模具型面板的局限,提出采用电磁超材料制作CFRP层合板固化模具型面板的新思路。基于电磁仿真设计了超材料模具型面板的结构参数,实现了多向铺层CFRP层合板靠模面的高效微波加热。（2）针对超材料作用下CFRP层合板对微波的损耗机理不清、固化工艺缺乏的问题,揭示了超材料作用下CFRP层合板的微波能量损耗机理,研究了电流幅值对碳纤维和树脂间浸润性的影响,分析了升温速率对微波固化CFRP层合板孔隙率、力学性能的影响,设计了超材料馈能的CFRP层合板微波固化工艺。（3）研制了用于多向铺层CFRP层合板微波固化的超材料模具型面板,对超材料馈能的CFRP层合板微波固化工艺进行了实验验证,实现了多向铺层CFRP层合板的高质量固化。
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