碳/环氧复合材料以其比模量高、比强度高、可设计性强等优点目前被广泛应用在航空航天领域中。在使用过程中,由于外在环境及内部材料本身性能的影响,复合材料会产生各种冲击损伤,这些损伤会使材料性能下降影响其正常使用,需要进行修补。本论文通过对修补所需要的固化剂和冲击损伤及其修补技术的研究,将固化剂的快速固化技术与复合材料的修补相结合,从而达到复合材料快速修补的目的。本论文以碳纤维为增强材料,以环氧树脂为基体材料,利用手糊成型工艺按照[0/45]和[0/90]的铺层方式,制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料,研究影响复合材料性能的各种因素。合成一种用于复合材料修补的室温快速固化剂,分析了固化剂中各单体、合成温度、合成时间、稀释剂和促进剂对固化剂的固化性能的影响。对分别含6层、8层、10层碳纤维复合材料进行冲击和压缩试验,研究平面弹头、半椭圆弹头、半球面弹头的冲击弹对复合材料的损伤,根据压缩强度剩余率分析冲击能量与复合材料损伤的关系。利用超声C扫对冲击后的复合材料进行检测,确定损伤处需要挖补的面积与深度。对冲击后复合材料压缩强度剩余率低于80%的复合材料分别以1层、2层、3层碳纤维进行修补,研究其压缩强度恢复率及质量增加率。本论文研究的主要结论有:1)随着稀释剂的不断加入,复合材料的压缩强度先升高后降低,且加入5%稀释剂时,复合材料的综合力学性能最高。以环氧树脂(E51)、三乙烯四胺(TETA)和稀释剂660依照100:12.43:5的比例,利用不同铺层方式制得含6层、8层、10层碳纤维布的复合材料。[0/45]和[0/90]两种不同的铺层方式下,复合材料的树脂含量及力学性能基本相同。2)通过正交实验及相关性能的测试,合成环氧树脂室温快速固化剂的最优配比为(摩尔比)n(苯酚):n(多聚甲醛):n(三乙烯四胺):n(硫脲)=1:1:1.7:0.9。合成反应的时间为2 h,温度为110℃。稀释剂660的加入会大大延长固化时间,促进剂DMP-30的加入会降低环氧树脂浇铸体的力学性能。环氧树脂树脂固化条件为:固化温度25℃,固化时间2 h,达到了室温快速固化。3)不同弹头的冲击弹在相同能量下,对复合材料的冲击损伤大小各不相同。相同冲击能量下,复合材料中碳纤维含量越多,损伤越小;相同碳纤维含量的复合材料受到冲击能量越大,损伤越严重;随着冲击能量的加大,检测的损伤面积和深度也越来越明显。4)含6层碳纤维复合材料受到8J冲击后修补效果较好,经过1层碳纤维修补后强度恢复率60%,质量增加率3.75%;经过2层碳纤维修补后强度恢复率71%,质量增加率6.17%;经过3层碳纤维修补后强度恢复率74%,质量增加率12.55%。复合材料修补2层后在保证强度恢复率的同时控制了质量增加,较为合理。本文快速固化固化剂修补与三乙烯四胺修补相比,保证强度恢复的前提下,可在2 h内固化,实现了快速修补的目的。