高性能纤维复合材料因具有高强、高模、耐高温、耐腐蚀和耐辐射等特点而被广泛应用。其中,复合材料在航空航天和交通运输领域的应用,存在着高温低温的循环交替情况,这对复合材料的耐疲劳性和使用寿命有着较高的要求。深冷处理技术是一种用于改善金属材料综合性能的低成本处理技术,本文将深冷处理技术用于纤维及纤维增强复合材料性能改性领域,为纤维增强复合材料改性提供新的研究思路和方法。首先,本文选取高性能纤维中最常用的两种:碳纤维和玻璃纤维为增强体,采用RTM工艺制备复合材料,进行了程序控温(TPCM)和骤冷(QM)两种工艺的深冷处理。对处理前后的碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料进行拉伸性能和弯曲性能测试,采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的拉伸断面微观结构进行表征。结果表明,深冷处理后碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料拉伸性能和弯曲性能均有所提高。其中碳纤维复合材料在经过骤冷工艺处理后,其弯曲强度提高了14.3%。而玻璃纤维复合材料力学性能的提高不是特别明显。断裂面微观表征的结果显示,复合材料界面得到明显改善,层间分层及纤维的脱粘和抽拔的现象明显减少。其次,为了探究深冷处理对材料的实际作用效果,本文对纤维和环氧树脂也进行了程序控温(TPCM)和骤冷(QM)两种工艺的深冷处理,并对纤维表面性能、力学性能、内部结构变化进行了表征测试;对环氧树脂热学性能和力学性能进行表征测试。结果表明,深冷处理后碳纤维和玻璃纤维的表面粗糙度均有所提高,其中碳纤维、玻璃纤维与环氧树脂界面剪切强度(IFSS)分别提高了29.5%(TPCM)和32.7%(QM)。力学性能测试结果表明,深冷处理后碳纤维、玻璃纤维的力学性能变化不大。环氧树脂的玻璃化温度和力学性能都有不同程度的提高,其中经过骤冷工艺后,环氧树脂的拉伸断裂强度和杨氏模量分别增加了13.4%和29.4%;玻璃化温度由50℃偏移到58℃(TPCM)和60℃(QM)。再次,本文还研究了两种复合材料高低温循环(0次、25次、50次、75次、100次)作用后力学性能的变化。结果表明,高低温循环作用后,复合材料的力学性能都是先提高后降低。其中,弯曲性能在循环50次时达到最大,其中碳纤维复合材料达到651.63MPa,玻璃纤维复合材料达到627.98MPa,循环次数继续增肌,弯曲强度开始下降;拉伸性能在循环25次时保持,之后开始下降。最后,本文研究了深冷处理对碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料高低温循环作用后力学性能的影响。结果表明,不同循环次数的高低温作用后的复合材料,经过深冷处理后,其强度的下降速率有所减缓,说明材料的其力学性能变得更加稳定。综合本文的研究结果,深冷处理技术对这两种高性能纤维复合材料的力学性能和高低温循环性能都具有良好的改性效果,此技术将为高性能纤维复合材料改性带来新的思路和方法,具有较高的研究价值和可观的市场前景。