目前在航空复合材料领域普遍采用热压罐工艺,但是随着复合材料制件应用范围越来越广,用量越来越大,热压罐工艺存在的问题不断暴露出来:一是热压罐设备以及预浸料运输和储存的成本较高;二是较难实现大型制件的一体化成型,周期较长、效率较低。为克服这些缺点,满足成本和时间效率要求,干纤维铺放树脂浸渍工艺应运而生。本文模拟干纤维铺放的原理,将连续热塑性纤维(定型纤维)铺放在碳纤维铺层中间,经热压制备预成型体,并结合VARI工艺制备复合材料制件。本文具体研究内容和主要结论如下:(1)制备了不同热压工艺条件及不同定型纤维用量的预成型体,并对预成型体的渗透特性进行了研究。结果表明,预成型压力越小,预成型的温度越低,定型纤维含量越接近3.6%左右,预成型体渗透率越大,更利于树脂的浸渍。(2)研究了不同热压工艺条件及不同定型纤维用量的预成型体的压缩特性。结果表明,预成型压力越大,预成型温度越高,预成型体压缩刚度越大,具有较强抵抗变形的能力;预成型体的压缩刚度随着预成型纤维用量的增加,呈现先提高后降低的规律,当定型纤维含量在2.4%左右时,预成型体的刚性较好。(3)制备了不同预成型压力工艺条件下的预成型体,并测试了预成型体采用VARI工艺制备成复合材料的厚度、纤维体积含量、力学性能和微观结构。结果表明,随着预成型压力的增大,复合材料纤维体积含量增大,当预成型压力达到1MPa后,纤维体积含量达到最大值65%左右;0°拉伸模量与弯曲模量随着预成型压力的增大不断升高,并最终达到150GPa和125GPa;而0°拉伸强度和短梁剪切强度呈现先增大后减小的趋势,在预成型压力达到0.6MPa时最高;90°拉伸模量和90°拉伸强度基本保持不变。(4)测试了不同预成型温度条件下制备的复合材料的性能,并表征了其微观结构。结果表明,预成型温度低于或在定型材料软化温度范围内时,随着预成型温度的增大,复合材料性能均有提高;而预成型温度高于定型材料软化温度后,定型材料会发生软化,甚至熔化,会影响树脂的浸润,进而产生缺陷,导致复合材料强度降低。(5)考察不同定型纤维用量对复合材料的厚度、纤维体积含量、力学性能的影响规律,并对其微观结构进行观察研究。结果表明,随着定型纤维含量的不断增加,复合材料试样厚度增大,碳纤维体积含量减小,力学性能降低。通过金相显微观察可以发现,夹杂在碳纤维之间的聚氨酯纤维成型后相当于树脂富集区,这种富集区的存在,会使得碳纤维体积含量降低,导致复合材料力学性能降低。