碳纤维复合材料具有重量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀、抗疲劳、各向异性以及可设计性强等优点，在航空、航天、兵器以及汽车等各个领域都获得了广泛的应用。一般来说，用碳纤维复合材料代替金属材料可使零部件的重量减少20%~50%。但复合材料在实际使用中，外界环境因素（如温度、湿度、紫外光等）的作用会导致基体、纤维或纤维/基体界面发生变化或破坏，使其力学性能降低，因此，碳纤维复合材料的老化研究已经引起人们的普遍关注。

　　目前现行的老化试验分为两类：一类是自然老化试验方法，它是直接利用自然环境条件进行的老化试验；另一类是人工加速老化试验方法，它是在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行老化试验，从而加快材料老化过程得出试验结果。

　　本文主要对碳纤维复合材料进行了人工加速热老化试验研究，对其热老化机械性能进行了分析，试件采用T300/TDE-85碳纤维预浸料，经过层叠热压成型碳纤维复合材料层合板。然后将层合板分别按照标准GB/T1447-2005、GB/T1449-2005和GB/T3856-2005中制备拉伸、弯曲和压缩性能测试试件。并参照GB/T 7141-2008《塑料热老化试验方法》对材料进行热老化试验。将试验件置于401B型热老化烘箱内，分别在110℃、120℃、130℃、140℃四个温度下进行热老化，共累积进行2000h。每个试验温度取样均分为300h、600h、900h、1200h、1600h、2000h六个周期。

　　通过实验发现，在这四个温度的热老化过程中，拉伸强度和拉伸模量的变化幅度很小，而且没有规律。在110℃、120℃、130℃、140℃四个热老化温度下，在不同的老化时间段，试验件的拉伸强度和拉伸模量有升有降，且拉伸模量变化幅度要小于拉伸强度，相对于未老化试验件，拉伸强度最大分别下降了5.3%、2.5%、0%、10.8%，拉伸模量最大下分别降了2.5%、5.8%、-1.1%、2.8%。这说明，在140℃下此复合材料的耐热老化性能较好，此温度下热老化基本不会引起其拉伸性能下降。

　　碳纤维复合材料的压缩性能与拉伸性能类似对热老化不敏感。试验件的压缩强度在110℃、120℃、130℃、140℃四个温度下热老化处理2000h后都出现不同程度的降低，分别下降了5.2%、8.9%、8.4%、6.7%，在其他热老化时间段也有部分试验件压缩强度提高，而压缩模量热老化处理后基本上都有所增加。

　　在不同热老化温度下，碳纤维复合材料的强度和弯曲模量随老化时间的变化表现的都较为敏感，且变化趋势基本一致。随着老化时间的增加，不同热老化温度下材料的弯曲强度和模量基本上都经历了一个从平稳变化然后降低再到升高最终又下降的过程。在四个热老化温度下弯曲强度和弯曲模量的最低点都出现在老化900h左右，最高点出现在老化1600h左右。在110℃、120℃、130℃、140℃四个热老化温度下，相对于未老化试验件弯曲强度最多分别降低了8.3%、6.6%、7.9%、10.7%，弯曲模量最多分别降低了9.0%、7.0%、8.8%、6.5%。

　　热老化对复合材料既有增强作用又会引起其性能下降，其最终影响是这两方面影响竞争的结果。试样在弯曲载荷作用下受拉应力、压应力和剪应力等作用，因此，弯曲性能是试样力学性能的综合反应。树脂基复合材料的物理老化除了对材料有增强作用外，其引起的树脂基体和碳纤维的体积收缩差异会引起界面损伤，从而导致材料界面性能下降，这也是复合材料弯曲性能对热老化敏感的主要原因。

       阅读延伸：《碳纤维复合材料的导热系数是多少？》