Lee等最早將微波應(yīng)用于復(fù)合材料固化。他們對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的微波固化機(jī)理進(jìn)行了模擬研究，得出以下結(jié)論：①玻纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料能經(jīng)微波輻照固化，固化不受纖維取向和極化角的影響；②單向的碳纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料也能經(jīng)微波輻照固化，固化效率決定于極化角(6)，6=90。時(shí)達(dá)到最大固化效率；③微波不能對(duì)多取向的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料進(jìn)行有效的輻照固化；④層壓材料對(duì)微波能的吸收與材料的介電特性和材料厚度有關(guān)。
微波固化的復(fù)合材料一般具有較高的強(qiáng)度，這可能是微波輻射改善了纖維與基體之間的界面性能，增強(qiáng)了粘合效果。Agrawal等人研究了微波輻照固化對(duì)復(fù)合材料中增強(qiáng)纖維與基體附著力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，①微波固化環(huán)氧比任何其他的傳統(tǒng)固化技術(shù)快捷、靈活，固化材料具有與其它方法固化的材料同樣好的界面和機(jī)械性能；②碳纖維的導(dǎo)電特性可能引起微波能的選擇性吸收，導(dǎo)致纖維局部過(guò)熱；③微波固化可增加單碳纖復(fù)合材料中碳纖與樹(shù)脂的附著力，在相同的固化條件下微波固化的界面及其強(qiáng)度比熱固化增加70％ ；④微波輻照下纖維和基體樹(shù)脂界面的溫度比材料整體溫度高近75℃，加快了固化反應(yīng)速度；⑤微波加工中復(fù)合材料性能的變化很大程度上是因?yàn)槔w維表面和基體材料間化學(xué)相互作用的增大引起的。Bai S．L．和Dja—fari¨以DGEBA一3DCM熱固性環(huán)氧體系為研究對(duì)象，結(jié)合復(fù)合材料橫向拉伸試驗(yàn)和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)以及材料破壞的SEM照片，研究了微波固化E－玻璃纖環(huán)氧復(fù)合材料界面性能，并與熱固化復(fù)合材料(TCCs)性能進(jìn)行了比較。研究得出，MCCs的孔隙率比TCCs大，但從破壞過(guò)程看，MCCs界面強(qiáng)度較TCCs高，即微波固化可以提高復(fù)合材料界面粘接性能。他們對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是：熱固化工藝中E－玻纖首先被加熱，然后傳遞給環(huán)氧基體，熱梯度是沿界面從纖維到環(huán)氧方向遞減；而微波固化E－玻纖／環(huán)氧復(fù)合材料時(shí)，由于E一玻璃不能吸收微波能，主要是環(huán)氧基體吸收微波加熱，然后通過(guò)界面?zhèn)鹘oE－玻纖，熱梯度是沿界面從環(huán)氧到纖維方向遞減。這兩種不同的熱傳遞方向和熱梯度決定了復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能的差別。微波固化時(shí)工件內(nèi)部溫度先升高，從而改善了界面粘接，使復(fù)合材料強(qiáng)度和剛度提高。
