縫合復(fù)合材料的研究進展及其在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用

林 琛，成 玲

(1. 天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387；2. 天津工業(yè)大學(xué) 先進紡織復(fù)合材料教育部重點實驗室，天津 300387；3. 天津工業(yè)大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津 300387)

纖維增強層合復(fù)合材料具有高比強度、優(yōu)異的可設(shè)計性等諸多優(yōu)點，使其在航天航空領(lǐng)域、汽車行業(yè)和海洋工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的層合復(fù)合材料在厚度方向上缺乏纖維增強[1]，層間僅靠纖維和樹脂之間的粘合作用，在受到平面外靜態(tài)或動態(tài)載荷時，易引起層間損傷,限制了層合復(fù)合材料的應(yīng)用。

近年來，隨著全球海洋資源的開發(fā)與利用，復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用需求越來越迫切。研究表明：傳統(tǒng)的層合復(fù)合材料在濕熱環(huán)境下，由于樹脂基體吸濕溶脹而產(chǎn)生的塑化作用[2-3]，導(dǎo)致了其力學(xué)性能下降，同時由于基體的濕/熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于纖維，將會在纖維/基體界面處產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成界面脫粘[4]，嚴(yán)重影響層合復(fù)合材料的層間力學(xué)性能。此外，在鹽霧環(huán)境下還可能存在水分子水解樹脂基體的分子鏈端，使得層合復(fù)合材料出現(xiàn)裂紋、孔洞、分層等，導(dǎo)致其力學(xué)性能降低[5]。縫合增強是提高層合復(fù)合材料層間力學(xué)性能和耐沖擊損傷性能的一種有效方法，并已獲得了滿意的結(jié)果?？p合方式、縫合密度、縫線粗細(xì)等與縫合復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著相關(guān)[6]。在海洋環(huán)境下，縫合參數(shù)與濕熱、鹽霧等環(huán)境因素相互耦合，可對縫合復(fù)合材料的力學(xué)性能造成更為復(fù)雜的影響[7]。本文綜述了海洋環(huán)境下縫合復(fù)合材料力學(xué)性能的最新研究進展，分析了縫合參數(shù)和海洋環(huán)境對縫合復(fù)合材料力學(xué)性能的影響及其作用機制，描述了縫合復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對其進一步的研究開發(fā)提出了相應(yīng)建議，為縫合復(fù)合材料在海洋中的應(yīng)用提供參考。

1 縫合復(fù)合材料的層間性能

縫合復(fù)合材料通過在厚度方向上引入縫線，使織物連接成整體結(jié)構(gòu)，從而大幅度地提高其層間性能。層間性能的改善通常采用張開型(Mode I)層間斷裂韌性、滑移型(Mode II)層間斷裂韌性來表征。

1.1 張開型層間斷裂韌性

研究表明，溫度的升高和水分的吸收對層合復(fù)合材料的Mode I層間斷裂韌性具有改善作用，可提高臨界能量釋放率(GIC)值至145.9%[8-10]。這是由于高溫和濕度會增加基體材料的延性，可獲得更大范圍的纖維橋接[10-13]，如圖1所示。但對于碳纖維增強熱塑性基體層合復(fù)合材料，熱塑性基體的吸濕量很小，水分對GIC值幾乎沒有影響[14]。值得注意的是，這種纖維橋接效應(yīng)是有限的，長時間的濕熱老化會降低纖維/基體界面的強度[10]，超過一定的濕熱老化時間后，層合復(fù)合材料的GIC值呈現(xiàn)下降趨勢。

圖1 不同濕熱老化階段纖維橋接示意圖Fig.1 Schematic diagram of fiber bridging at different hygrothermal ageing times

縫合能夠大幅度地提高層合復(fù)合材料的斷裂韌性，較未縫合層合復(fù)合材料一般都可提高10倍以上[15]。通過縫線纖維橋接來提高分層阻力[16]，其增強效果示意圖如圖2所示。當(dāng)分層裂紋到達裂紋尖端時，橋接力會使開口閉合，降低裂紋尖端的拉伸應(yīng)變，抑制裂紋的進一步擴展，從而增強抗分層能力。從能力吸收角度來看，大規(guī)模的纖維橋接過程能夠吸收大量作用于分層的能量，從而抑制分層的擴展。其中，縫線的斷裂也能吸收一部分能量。

圖2 縫合復(fù)合材料Model I層間增強效果示意圖Fig.2 Schematic diagram of Mode I interlayer enhancement effect of stitched composites. (a) Crack tip; (b)Fiber bridging

通過對縫合復(fù)合材料在潮濕環(huán)境中Mode I斷裂行為的研究表明：與干燥的縫合試樣相比，潮濕試樣的起始和擴展斷裂韌性分別提高了4.28%和19.63%[17]。這可能是由于水分增加了基體的延性，纖維/基體界面的結(jié)合力減弱，導(dǎo)致更多的纖維橋接，從而改善了層間斷裂韌性[12]。同時，縫合會產(chǎn)生富樹脂區(qū)，更易萌生裂紋，這可能是起始斷裂韌性改善程度較小的原因。此外，實驗過程中還會出現(xiàn)縫合所導(dǎo)致纖維斷裂和基體變形，可吸收更多的能量，如圖3所示?？p合結(jié)構(gòu)在潮濕環(huán)境下可有效地改善層合復(fù)合材料的Mode I層間性能，優(yōu)于其在干燥環(huán)境下的作用。

圖3 濕環(huán)境下縫合復(fù)合材料Mode I破壞掃描電鏡照片F(xiàn)ig.3 SEM images of Mode I fracture surfaces for stitched composites in wet environment. (a) Moisture induced cavity; (b) Surface degradation; (c) Matrix deformation; (d) Fractured fiber and matrix; (e) Voids and fractured stitch; (f) Fiber bridging

為使縫合復(fù)合材料在海洋環(huán)境下更好地應(yīng)用，Han等[18]將納米二氧化硅顆粒和聚多巴胺加入樹脂基體中，分別用于增強基體和界面性能，使得GIC值提升了39%，從而改善了縫合復(fù)合材料在鹽霧下的層間性能。Tao等[19]對芳綸(Kevlar)縫線進行化學(xué)接枝處理,提高了縫線的表面潤濕性，減少了富樹脂區(qū)和空隙的數(shù)量,有效地改善了縫合復(fù)合材料的濕熱性能，從而提高縫合復(fù)合材料的層間性能。

1.2 滑移型層間斷裂韌性

縫合工藝可通過形成抵抗分層擴展的縫線纖維橋接[20]，有效提高Mode II層間斷裂韌性。研究顯示，縫合能夠提高臨界能量釋放率(GIIC)達到4倍，且存在穩(wěn)定的裂紋擴展[21]。通過增加縫合密度和縫線纖維強度等方法可有效地提高層合復(fù)合材料GIIC值。

關(guān)于水分和溫度對于層合復(fù)合材料Mode II層間斷裂韌性的影響，在大量研究中得到了一致的結(jié)論。通常，隨著溫度的升高和水分的吸收，GIIC呈現(xiàn)下降的趨勢，下降率可達到50%[11,22-23]?；谠谏郎睾臀鼭癍h(huán)境下觀察到裸露纖維數(shù)量的增加[10-11,23]，可認(rèn)為是纖維/基體界面的粘合強度下降導(dǎo)致GIIC的下降，同時，也包括基體性能的變化[24]。

通過對縫合復(fù)合材料在潮濕環(huán)境中的Mode II斷裂行為的研究表明：與潮濕的未縫合試樣相比，縫合試樣的起始和擴展斷裂韌性分別提高了36.6%和3.12%[25]，說明縫合結(jié)構(gòu)能夠有效地改善層合復(fù)合材料在潮濕環(huán)境下的Mode II層間斷裂韌性。此外，實驗過程中還會出現(xiàn)縫合所造成的富樹脂區(qū)、纖維斷裂和錯位等現(xiàn)象，如圖4所示，這可能是擴展斷裂韌性改善程度相對較小的原因。

圖4 濕環(huán)境下縫合復(fù)合材料Mode II破壞掃描電鏡照片F(xiàn)ig.4 SEM images of Mode II fracture surfaces for stitched composites in wet environment. (a) Cavity and shear fractured fibers; (b) Matrix degradation; (c) Fractured stitch fibers; (d) Fiber breakage and bridging

2 縫合復(fù)合材料抗低速沖擊損傷性能

應(yīng)用于海洋環(huán)境的層合復(fù)合材料易受到低速沖擊的破壞，這會導(dǎo)致層合復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅度下降，采用縫合結(jié)構(gòu)能夠有效緩解沖擊帶來的破壞。

2.1 低速沖擊下耐沖擊損傷性能

縫線通過抑制由纖維變形和剪切應(yīng)力共同導(dǎo)致的分層[26]，來提高低速沖擊下的耐沖擊損傷性能。Mokhtar等[27]研究發(fā)現(xiàn)濕熱循環(huán)不會加劇碳纖維增強層合復(fù)合材料的低速沖擊損傷，但會對其損傷形貌造成影響。Qi[28]研究發(fā)現(xiàn)濕熱循環(huán)會導(dǎo)致縫線周圍出現(xiàn)裂紋，同時使縫線從周圍材料中脫離。盡管存在這樣的損傷，縫合復(fù)合材料的抗沖擊損傷性能仍優(yōu)于未縫合層合復(fù)合材料?？p合可有效地減少層合復(fù)合材料的沖擊損傷面積[29]，一般為30%～40%[30]。Chen等[31]采用不同的鋪層順序和縫合方向來研究濕熱環(huán)境下層合復(fù)合材料的沖擊損傷面積。結(jié)果顯示，濕熱環(huán)境會使縫合和未縫合層合復(fù)合材料的損傷面積減少，其中縫合復(fù)合材料的面積減少程度要大于未縫合層合復(fù)合材料。這可能是由于水分的吸收增加了相鄰層之間的剛度匹配程度，從而緩解層間剪切應(yīng)力的產(chǎn)生[32]。對于不同的鋪層，縫合方向的改變對損傷面積具有不同的影響，但總體而言其影響較小，并以0°縫合最佳。

2.2 低速沖擊后剩余壓縮強度

通常采用沖擊后剩余壓縮(CAI)強度來衡量耐沖擊性能的大小，以確定縫合結(jié)構(gòu)起到的作用。Aymerich等[33]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沖擊能量與層合復(fù)合材料厚度之比在3～5 J/mm時，縫合對CAI強度起到積極的作用。Chen等[31]采用4.45 J/mm沖擊能量研究縫合復(fù)合材料的濕熱CAI強度變化。在濕熱環(huán)境下，縫合可提高層合復(fù)合材料的CAI強度，提高程度為8%～26%，這與鋪層順序和縫合方向有關(guān)。其中，采用[0/45/0/-45/90/-45/0/45/0]2s(單層布自下而上按0°、45°、0°、-45°、90°、-45°、0°、45°、0°重復(fù)循環(huán)2次，再鏡像對稱1次的順序)鋪層的縫合復(fù)合材料的濕熱CAI強度都優(yōu)于[45/0/-45/90]4s鋪層，且鋪層順序會影響縫合角度起到的作用，對于不同的鋪層順序存在著不同的最佳縫合角度。

含沖擊損傷的層合復(fù)合材料在受到壓縮載荷時，首先會出現(xiàn)局部的屈曲現(xiàn)象，進一步擴展到整體，最終導(dǎo)致層合復(fù)合材料的失效。在濕熱環(huán)境下：一方面，吸濕會減少層合復(fù)合材料的破壞面積；另一方面，吸濕所產(chǎn)生的不利因素，例如塑化、溶脹、界面強度弱化等，使層合復(fù)合材料更易發(fā)生屈曲，從而降低層合復(fù)合材料的CAI強度?？p合能夠有效抑制局部屈曲現(xiàn)象的萌生和擴展，使得含低速沖擊損傷的縫合復(fù)合材料的壓縮失效機制變?yōu)橐岳w維斷裂為主，從而有效地提高縫合復(fù)合材料的CAI強度。值得注意的是，在濕熱環(huán)境下縫合孔周圍的富樹脂區(qū)吸濕，會弱化縫線和基體之間的界面強度。這可通過采用樹脂潤濕性優(yōu)異的縫線纖維或改善基體的韌性來提高縫線和基體之間的界面強度，從而進一步提高縫合在濕熱環(huán)境下帶來的積極作用。

3 縫合復(fù)合材料的面內(nèi)力學(xué)性能

對于層合復(fù)合材料來說，拉伸和壓縮性能是其承載的重要力學(xué)參數(shù)。縫合復(fù)合材料由于面內(nèi)纖維的錯位和斷裂以及富樹脂區(qū)的形成，易導(dǎo)致拉伸和壓縮性能下降[34]。但也有研究顯示，縫合結(jié)構(gòu)可提高其面內(nèi)性能，這可能是由于縫線能夠限制面內(nèi)纖維的偏移，使得纖維體積含量增加，并提供一定的抗彎曲性[35]，或是縫合會使得織物層之間存在更為有效的應(yīng)力分布[36-37]。

3.1 拉伸性能

濕熱環(huán)境會造成層合復(fù)合材料的拉伸性能下降，下降程度與選用的材料、鋪層順序等相關(guān)。縫合復(fù)合材料還涉及到縫線的材料和尺寸、縫合密度等因素。選用更小直徑(<0.25 mm)的縫線纖維和相對長(5～6 mm)的縫合距離，可使得縫合復(fù)合材料的拉伸性能更好[38]，且鋪層順序?qū)p合復(fù)合材料的拉伸強度起主導(dǎo)作用[39]?？p合在改善層間性能的同時，縫合孔的存在可能會使其拉伸性能受到濕熱影響的程度更大[40]。

黃濤等[41]研究了[0]16單向鋪層的碳纖維/雙馬來酰亞胺(BMI)復(fù)合材料的濕熱拉伸性能。結(jié)果顯示，濕熱環(huán)境下縫合復(fù)合材料拉伸強度保持率為52.86%，僅比未縫合層合復(fù)合材料低5.48%，這可能是由于縫合孔導(dǎo)致了更嚴(yán)重的吸濕[40]。而濕熱環(huán)境對拉伸模量的影響相對較小，縫合復(fù)合材料的拉伸模量下降26.35%，比未縫合層合復(fù)合材料略低9.01%?？p合所造成的不利因素在濕熱環(huán)境下是有限的。

進一步地，Zhang等[42]研究了 [45/0/-45/90]4s鋪層的縫合碳纖維/BMI復(fù)合材料在潮濕環(huán)境下的拉伸強度。結(jié)果顯示，潮濕環(huán)境下未縫合層合復(fù)合材料的拉伸強度幾乎沒有受到影響，而縫合復(fù)合材料的拉伸強度卻提高了12%，達到411 MPa。這些改善可能是由于鋪層角度為45°和-45°的層吸收了水分，使得面內(nèi)剪切應(yīng)變提高，從而提高了層與層之間的應(yīng)力傳遞；并且45°和-45°層的纖維傾向與加載方向一致，從而提高了縫合復(fù)合材料的拉伸強度，因此，選用合適的鋪層順序?qū)?yīng)用于海洋環(huán)境下的縫合復(fù)合材料而言是十分關(guān)鍵的。

縫合與未縫合層合復(fù)合材料的破壞形式基本相同，均在垂直于拉伸方向被拉斷[41]，縫合復(fù)合材料集中在針腳處斷裂，斷口整齊，分層面積小[39]。濕熱環(huán)境并不改變拉伸破壞的損傷形式，縫合復(fù)合材料在濕熱環(huán)境下的拉伸破壞的損傷形式如圖5所示。縫合孔附近的富樹脂區(qū)易吸濕塑化并產(chǎn)生裂紋，成為破壞的初始損傷區(qū)域[37]，還存在縫線兩側(cè)沿纖維方向的裂紋(見圖5(b))。

圖5 濕熱環(huán)境下的拉伸破壞形式Fig.5 Photomicrograph of specimen after tensile testing in hygrothermal environment. (a) Sectional view; (b) In-plane view

為提高縫合復(fù)合材料的拉伸性能，Bilisik等[43]利用超聲波將多臂碳納米管均勻地添加到樹脂基體中，浸潤纖維織物和縫線，可改善由于引入縫線帶來的纖維變形等產(chǎn)生的不利影響，但其不足之處是碳納米管易團聚。與酸處理改性相比，碳納米管的硅烷改性效果更好，增加了縫合復(fù)合材料的界面結(jié)合能力[44]。

3.2 壓縮性能

縫合對于層合復(fù)合材料壓縮強度的影響與纖維取向相關(guān)，對于90°的單向?qū)雍蠌?fù)合材料，縫合幾乎不造成影響；對于0°的單向?qū)雍蠌?fù)合材料，縫合會使其壓縮強度下降[45]。縫線材料和尺寸、縫合密度、縫合方向等是影響其力學(xué)性能的主要因素。

NASA[46]的壓縮實驗數(shù)據(jù)表明，在濕熱循環(huán)下縫合復(fù)合材料的壓縮強度總體下降程度并不嚴(yán)重，且集中在初期階段，這是由于濕熱循環(huán)并沒有進一步加劇縫合所引起的裂紋[47]。Furrow[47]的實驗也得到了一致的結(jié)論：經(jīng)過1 280次濕熱循環(huán)后，未縫合層合復(fù)合材料的壓縮強度下降了10.3%；而采用Kevlar纖維、玻璃纖維縫合的復(fù)合材料分別下降了13.4%、18.3%。

文獻[40，42]研究了不同鋪層順序和縫合角度的縫合碳纖維/BMI復(fù)合材料的濕熱壓縮強度。結(jié)果顯示，縫合方向影響縫合復(fù)合材料的濕熱壓縮強度，且對于不同鋪層順序的縫合復(fù)合材料產(chǎn)生了不同的影響。采用效果最佳的縫合角度0°，在濕熱環(huán)境下縫合使得 [45/0/-45/90]4s和[0/45/-45/90/-45/0/45/0]2s鋪層的層合復(fù)合材料的壓縮強度下降20%～40%，而 [90/45/90/-45/0/-45/90/45/90]2s鋪層的層合復(fù)合材料的壓縮強度提高了10%。這可能是由于前2個層合復(fù)合材料鋪層中含0°層的比例遠(yuǎn)高于[90/45/90/-45/0/-45/90/45/90]2s。0°層相較于其他的鋪層，在基體吸濕塑化后更易脫粘，使壓縮強度下降，因此，選用合理的鋪層順序、縫合方向和改善縫線纖維界面性能，是改善縫合復(fù)合材料濕熱壓縮性能的可行方案[39-40，45]。

縫合可改變層合復(fù)合材料在濕熱環(huán)境下壓縮破壞的損傷形式。未縫合層合復(fù)合材料的損傷形式以分層屈曲破壞為主，濕熱環(huán)境加速了其失效；而縫合能夠有效地抑制分層損傷，使得纖維斷裂成為主要的損傷形式，因此，縫合復(fù)合材料大都呈現(xiàn)強度式破壞，在壓縮過程中形成大量的折帶，且破壞斷口損傷面積較少，表面存在明顯斷裂的縫線[30，40]。

4 縫合復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用

層合復(fù)合材料在海洋環(huán)境下應(yīng)用的優(yōu)勢主要在于：一是高比強度、高比剛度；二是抵抗腐蝕和海洋環(huán)境因素[48]；三是介電性能和微波穿透性能突出，適用于軍用艦艇隱身；四是無磁性，適用于掃雷艇、獵雷艇[49]。除此之外，層合復(fù)合材料還具備阻尼性能優(yōu)異、抗沖擊韌性好等優(yōu)點，因此，層合復(fù)合材料常用于制作船舶、風(fēng)力發(fā)電機、油田鉆井平臺等增強結(jié)構(gòu)。通過引入縫合技術(shù)，可很大程度上提高層合復(fù)合材料在海洋環(huán)境下的抗分層能力和抗沖擊性能。

4.1 船 舶

層合復(fù)合材料被廣泛用于制作方向舵、甲板、船艙和船艙壁等增強結(jié)構(gòu)。其中，碳纖維層合復(fù)合材料的應(yīng)用最廣泛。船舶在海洋環(huán)境下，不可避免地受到外界的沖擊和環(huán)境的老化。通過引入適當(dāng)?shù)目p合技術(shù)，可增加其層間性能和抗沖擊性能，延長使用壽命；同時可采用縫合技術(shù)進行局部的增強或連接。

縫合結(jié)構(gòu)還可提高船舶的抗電磁干擾能力。較未縫合層合復(fù)合材料，縫合復(fù)合材料軸向和法向的電磁屏蔽性能都得到了提高[50]。Abdela等[51]采用高強度、脆性的碳纖維縫線和高應(yīng)變的錦綸縫線交替縫合碳纖維預(yù)制體，以實現(xiàn)最具平衡的力學(xué)性能和電磁屏蔽性能。此外，Kumar等[52]采用縫合工藝使插入高導(dǎo)電石墨烯薄膜的層合復(fù)合材料成為一個整體，減少分層現(xiàn)象，制備的層合復(fù)合材料可更好地起到防止雷擊作用，適用于海上航行。

4.2 海上風(fēng)電

海上風(fēng)能是可再生清潔能源之一，且與陸地風(fēng)能相比，更為穩(wěn)定，更易獲取，產(chǎn)能更大。近年來，風(fēng)能需求的快速增長促使行業(yè)開始設(shè)計大型風(fēng)力發(fā)電機，以降低能源成本，因此，高比強度、高比剛度的層合復(fù)合材料成為制備風(fēng)電葉片的首選材料，以承受葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的高應(yīng)力。常規(guī)的風(fēng)電葉片各部位采用結(jié)構(gòu)膠粘接，因此，膠接區(qū)域是葉片在服役過程中最易發(fā)生損傷的部位[53]。Venkadesh等[54]對長度為70 m的葉片進行數(shù)值模擬，結(jié)果顯示僅靠膠接作用不足以承受相應(yīng)的高載荷，且膠接區(qū)域的后緣部分易出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，導(dǎo)致葉片損傷。同時，考慮到葉片的大尺寸和海洋環(huán)境的惡劣影響，可采用縫合的方法對膠接區(qū)域進行加固。Venkadesh等[54]對葉片膠接區(qū)域的后緣部分進行縫合，如圖6所示。模擬結(jié)果顯示，縫合后葉片的失效因子都呈現(xiàn)降低趨勢，且都低于安全閾值。其中，以外殼和橫梁蓋為碳纖維的葉片降幅最大，達到了26%。除此之外，縫合結(jié)構(gòu)還可擴展應(yīng)用于潮汐能發(fā)電機葉片[55]。

圖6 葉片局部縫合加固示意圖Fig.6 Schematic diagram of blade local stitched reinforcement

4.3 海底汽油田

層合復(fù)合材料在海洋油氣開發(fā)中占領(lǐng)著重要位置[56-57]，油田鉆井平臺中的生產(chǎn)井管、抽油桿、儲藏槽、海底輸油管等部件常采用碳纖維層合復(fù)合材料制備[58]。由于深海環(huán)境下的高壓強、高腐蝕作用等不利因素，層合復(fù)合材料易受到剪切作用而產(chǎn)生嚴(yán)重的分層失效[57]，而縫合工藝可對易發(fā)生破壞的區(qū)域進行局部加強，很大程度上抑制分層失效的發(fā)生。

5 總結(jié)與展望

縫合復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗層間損傷、抗沖擊等性能，在海洋資源開發(fā)和利用中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，大量的研究工作聚焦于縫合工藝對層合復(fù)合材料性能的影響，以及海洋環(huán)境如濕熱、鹽霧等對縫合復(fù)合材料性能的影響研究?？p合工藝將增強纖維引入材料的厚度方向，顯著提高了層合復(fù)合材料抗分層、抗沖擊的能力，但同時對層合復(fù)合材料的面內(nèi)性能產(chǎn)生一定的不利影響。應(yīng)用于海洋環(huán)境的縫合復(fù)合材料易受到侵蝕，但縫合工藝的優(yōu)勢仍然突出，受到的不利影響有限?？p合復(fù)合材料的耐久性明顯提高，一些重要的研究結(jié)果對縫合復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用提供了支撐。

縫合復(fù)合材料在海洋中應(yīng)用的研究仍然存在以下幾個問題：第一，縫合工藝會對增強纖維造成一定的損傷，進而影響縫合復(fù)合材料的性能，亟待發(fā)展新的縫合工藝，降低縫合過程中的纖維損傷；第二，濕熱、鹽霧等海洋環(huán)境對縫合復(fù)合材料侵蝕機制研究不清晰，特別是多環(huán)境耦合侵蝕機制研究不深入；第三，縫合復(fù)合材料在海洋環(huán)境中的應(yīng)用研究需進一步加強，特別是針對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，縫合工藝的實現(xiàn)和制造成本的降低仍然存在較大的挑戰(zhàn)。隨著海洋資源的大力發(fā)展，縫合復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用前景，相關(guān)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究亟待進一步深入開展。