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热固性环氧树脂复合材料以其高的强度,模量,优秀的热阻性能,耐化学腐蚀性能和轻质的特点,在航空航天,交通,建筑,电子电器等领域被广泛地应用,碳纤维增强环氧树脂可进一步提高其强度等力学性能方面的表现。然而,受困于固化后环氧树脂的低断裂韧性和其实现增材制造的难题,使其无法满足高韧性要求和高几何复杂度零件的要求。本研究通过溶剂沉淀法制备了尼龙12包覆的短碳纤维,并采用激光选区烧结增材制造技术成形出多孔结构的初始形坯,经低粘度的环氧树脂浸渗和后固化处理后,得到接近完全致密的尼龙12/碳纤维/环氧树脂三相复合材料。本论文的主要研究内容及结果如下:在溶剂沉淀法制备尼龙12/碳纤维复合粉末制备过程中,主要研究了溶剂沉淀法的降温工艺对复合粉末表面形貌堆积密度等的影响规律,最后采用优化出的重溶方法,制备了尼龙包覆均匀致密,粉末流动性良好,粒径分布处于1-100μm,适合于激光选区烧结的尼龙12/碳纤维复合粉末。在激光选区烧结成形过程中,主要研究了激光功率和分层厚度对于制件孔隙率和尺寸精度的影响,最终采用8W的激光功率和0.15mm的分层厚度进行激光选区烧结实验,得到尺寸精度较高,孔隙率较低的初始形坯。对三相复合材料的强度和模量进行分析,发现三相复合材料强度较纯环氧树脂有着86-125%的提升,模量的提升幅度为36.9-123%,且X方向力学性能均高于Y方向,采用Micro-CT对试样进行分析,经计算,由于铺粉原因造成X和Y方向的纤维取向因子1)=0.12。最后采用优化后的Kelly-Tyson模型和Halpin-Tsai模型分别对三相复合材料的拉伸强度和杨氏模量进行理论计算,发现不同组分含量变化以及纤维取向对力学性能的影响符合上述理论模型。三相复合材料的断裂韧性测试结果显示,初坯中PA12含量为20vol%、30vol%、40vol%、50vol%的PA12/CF/EP复合材料断裂韧性比纯环氧树脂分别提高了9.1,12.8,19.8,23.4%。本实验研究将激光选区烧结这一增材制造技术和碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及增韧相结合,既能够提高环氧树脂的力学性能,又能够成形任意几何结构的零部件,拓展了环氧树脂复合材料在工业领域的应用范围。