碳纤维复合材料因其高强度、轻量化和耐腐蚀性等优势，广泛应用于航空航天、汽车制造、风电叶片等领域。然而，材料内部的缺陷结构（如孔隙、分层、纤维断裂等）会显著影响其力学性能，甚至导致结构失效。因此，深入理解碳纤维缺陷结构与力学性能的关系，对提升材料可靠性至关重要。
碳纤维复合材料在制造和使用过程中可能产生多种缺陷，主要包括：
孔隙：树脂固化不完全或工艺不当导致的气孔，降低材料层间剪切强度和疲劳寿命。
分层：层间粘接不良或外力冲击引起的层间分离，严重影响抗冲击性能和压缩强度。
纤维断裂/错位：纤维排布不均或受力过载导致局部强度下降，影响拉伸和弯曲性能。
树脂富集/贫乏区：树脂分布不均导致局部应力集中，降低整体结构稳定性。
碳纤维的拉伸强度主要依赖纤维的连续性。若存在纤维断裂或错位，应力无法有效传递，导致局部应力集中，最终降低整体承载能力。
分层缺陷对压缩性能影响显著。由于层间结合力减弱，受压时易发生屈曲失效，使结构提前破坏。
微小缺陷（如微裂纹、孔隙）在循环载荷下会逐渐扩展，最终导致疲劳断裂。孔隙率越高，疲劳寿命越短。
传统检测方法（如目视检查、超声波检测）存在效率低、精度不足等问题。而红外热成像、X射线CT和激光剪切干涉等先进技术可提供更精准的缺陷分析。
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高分辨率成像：精准识别微米级缺陷，如孔隙、分层和纤维断裂。
快速扫描：大幅提升检测效率，适用于大规模生产质量控制。
非接触式检测：避免对材料造成二次损伤，确保检测安全性。
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