碳纳米管光热涂层

铺放速率提升近10倍

将碳纳米管涂覆于预浸带表面，同时增强激光吸收并增韧层间界面，突破了原位固结中铺放效率与韧性的矛盾。

姜巍 · Chen, Cheng · Wang, Xukang · 高煌 · 李茂源 · 黄志高 · 周华民

Composites Part B: Engineering 2024

具体参数

近红外激光吸收率提升

{'zh': '56', 'en': '56'} %

铺放速率提升

{'zh': '946', 'en': '946'} %

I型层间断裂韧性提高

{'zh': '17', 'en': '17'} %

III型断裂强度提高

{'zh': '52', 'en': '52'} %

技术优势

铺放速率提升近10倍

CNTs作为高效光吸收和光热涂层，促进层间分子扩散和界面愈合，使激光吸收率提高56%，从而铺放速率提升946%。

层间韧性不降反升

0.5 wt% CNTs通过增强分子扩散和CNT桥联效应，使I型层间断裂韧性提高17%，III型断裂强度提高52%，打破了铺放速度与韧性间的权衡。

温度分布更均匀

CNTs显著改善横向温度均匀性，降低了因局部过热或冷点导致的缺陷风险。

成本低，易实施

采用低成本浸涂工艺，无需改造现有激光辅助自动铺放设备，可直接在预浸带上涂覆CNTs。

应用场景

• 热塑性复合材料原位固结：直接用于原位固结过程，增强层间结合，提高铺放速度和构件韧性。
• 激光辅助自动铺放：提升激光吸收效率，无需改造设备即可提高铺放速率和温度均匀性。
• 轻量化结构部件：以更高效率制造轻质高强复合材料部件，用于运输、航空航天等领域。
• 无人机机身制造：快速制造具有高损伤容限的无人机机身结构，缩短生产周期。
• 高效复合材料加工：通过显著提升铺放速率，实现热塑性复合材料的高效加工，降低制造成本。