飛行汽車作為低空經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在解決城市交通擁堵、觀光旅行、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、公共安全領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域中都有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景。飛行汽車的發(fā)展也將帶動(dòng)如航空制造、新能源、新材料、電子信息等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

為了保證飛行汽車的安全性能、使用壽命以及經(jīng)濟(jì)性，飛行汽車對(duì)其關(guān)鍵材料之一的機(jī)翼材料的要求也更為嚴(yán)苛。

碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）作為綜合性能優(yōu)越的高度工程化材料，具有高比模量和高比強(qiáng)度，與鋁和鋼相比，碳纖維的比強(qiáng)度約高出十倍。

因此，在過去的幾十年中，CFRP已成功應(yīng)用于航空航天、汽車、鐵路運(yùn)輸、海洋和風(fēng)能行業(yè)。常見的碳纖維復(fù)合材料固化成型工藝是復(fù)雜的熱、化學(xué)和力學(xué)性能急劇變化的過程，要想得到質(zhì)量好的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，必須選擇最佳的固化工藝參數(shù)，包括固化溫度、壓力及加壓點(diǎn)、升降溫速率和保溫時(shí)間等。而固化溫度、升降溫速率、保溫時(shí)間、固化后產(chǎn)品的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性等關(guān)鍵工藝參數(shù)可以利用示差掃描量熱法（DSC）、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械法（DMA）和靜態(tài)熱機(jī)械分析法（TMA）進(jìn)行研究，從而指導(dǎo)配方的改進(jìn)和確認(rèn)最佳的固化工藝。

DSC結(jié)果顯示，樣品在140℃和150℃下固化60min和30min后表現(xiàn)出的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為108.32℃和121.09℃，之后表現(xiàn)出較為平坦的基線，證明兩種工藝都能使樣品固化完全，但150℃的固化條件可形成熱穩(wěn)定性更好的產(chǎn)品。

 

DMA結(jié)果同樣證實(shí)了相同的結(jié)論，樣品分別在102.08℃和117.44℃表現(xiàn)出力學(xué)性能下降的起始點(diǎn)，之后在119.58℃和130.58℃表現(xiàn)出玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，除此之外，兩種不同的工藝對(duì)樣品在室溫下的模量影響較小，溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變后樣品仍能保持10GPa級(jí)別的模量，證明了耐溫性較好的力學(xué)模量，但 150℃工藝固化的樣品在高溫表現(xiàn)出了更為出色的力學(xué)性能。

 

之后選擇150℃下固化30min 的樣品進(jìn)行TMA測(cè)試，分別測(cè)試了樣品厚度方向（Z軸方向）和X/Y方向（纖維增強(qiáng)方向）的熱膨脹過程，結(jié)果顯示，TMA測(cè)出的玻璃化溫度大約在120℃，Z軸方向的CTE較大，但沿著纖維增強(qiáng)的X/Y方向表現(xiàn)出了優(yōu)異的熱膨脹系數(shù)，這代表了樣品在X/Y方向的尺寸非常穩(wěn)定。