CN112920551B - 一种仿生树脂基碳纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生树脂基碳纤维复合材料及其制备方法，仿生树脂基碳纤维复合材料包括：基体树脂；褶皱碳纤维，位于所述基体树脂内；所述褶皱碳纤维包括：碳纤维；褶皱层，包覆在所述碳纤维外，所述褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹；其中，所述褶皱层通过预聚合体形成，所述预聚合体包括：聚硼硅氧烷。在基体树脂预碳纤维之间形成褶皱层，增大基体树脂与褶皱层之间的摩擦力，有效地提高了树脂基碳纤维复合材料的韧性，且防止水分或者其他有害物质侵入，从而提高树脂基碳纤维复合材料的耐湿热性能以及耐候性。

Description

一种仿生树脂基碳纤维复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及树脂基碳纤维复合材料领域，尤其涉及的是一种仿生树脂基碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

由于树脂基碳纤维复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、较好的延展性、抗腐蚀、耐高温、制备方法灵活等特点，已经被广泛用于航空航天、军事、汽车、能源、医学和体育等诸多领域。值得注意的是，树脂基碳纤维复合材料的界面对其整体性能具有重要的意义，具体表现在以下几个方面：1、树脂基碳纤维复合材料界面的充分连接可以有效传递载荷，将综合性能相对较弱的基体所受载荷快速传递至纤维增强体上，提高材料整体强度。2、树脂基碳纤维复合材料界面可以在一定程度上影响裂纹扩展方向和路径，增加能量吸收与耗散，提高材料的整体韧性。3、树脂基碳纤维复合材料界面层直接影响复合材料整体的耐候性。因此，如何通过优化碳纤维和树脂(如环氧树脂)连接界面的结构和性质来提高复合材料的整体性能是树脂基碳纤维复合材料研究的重点。

目前，按照设计主体的不同，树脂基碳纤维复合材料界面设计主要分为两个方向：针对树脂基体的设计和针对碳纤维表面的设计。针对树脂基体的设计主要是通过在树脂中引入橡胶弹性体、无机刚性粒子、杂化粒子和热塑性树脂等进行改性处理；而针对碳纤维表面的设计主要是通过氧化处理、等离子表面处理，使碳纤维表面引入含氧活性基团、增加表面粗糙度，进而提高碳纤维与树脂之间界面的连接性能。

上述方法可以在一定程度上提高树脂基碳纤维复合材料的界面性能，但均具有一定的局限性：1、针对树脂基体的设计方法中，引入橡胶弹性体、无机刚性粒子、杂化粒子容易发生团聚，导致体系混合不均匀，使得基体粘度大幅增加，后续加工困难，进而影响其增韧效果。此外，引入的粒子可能使树脂体系玻璃化转变温度(T_g)下降，影响复合材料的热稳定性。2、针对树脂基体的设计方法中，引入热塑性树脂需要严格控制树脂含量，增韧效果略有不足，并且会降低基体的机械强度和耐热性。3、针对碳纤维表面的设计方法对碳纤维性能造成的机械损伤和化学腐蚀是不可避免的，导致复合材料整体沿纤维方向的强度下降。4、树脂基碳纤维复合材料的吸湿降解问题也是亟需关注的重点，上述方法均未从界面的角度提到对树脂基碳纤维复合材料耐候性的改善。5、现有技术可以在基体材料中引入热塑性树脂，通过热塑性树脂颗粒发生塑性变形来吸收能量，从而提高复合材料的整体韧性。

综上，现有技术中复合材料无法兼具较好的整体韧性和耐候性。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种仿生树脂基碳纤维复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中复合材料无法兼具较好的整体韧性和耐候性的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种仿生树脂基碳纤维复合材料，其中，包括：

基体树脂；

褶皱碳纤维，位于所述基体树脂内；所述褶皱碳纤维包括：

碳纤维；

褶皱层，包覆在所述碳纤维外，所述褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹；

其中，所述褶皱层通过预聚合体形成，所述预聚合体包括：聚硼硅氧烷。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料，其中，所述预聚合体还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂反应得到。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料，其中，所述褶皱层为具有硬度梯度的褶皱层。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料，其中，所述褶皱层的波峰与波谷之间的高度差为1-2μm；所述褶皱层中相邻两个波峰之间的间距为1-2μm。

一种仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，包括步骤：

提供碳纤维、预聚合体溶液以及基体树脂；所述预聚合体溶液包括：聚硼硅氧烷和溶剂；

将所述预聚合体溶液涂敷在所述碳纤维上并干燥，得到浸渍碳纤维；

在拉伸下对所述浸渍碳纤维上的预聚合体进行压辊，得到褶皱碳纤维；所述褶皱碳纤维中的褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹；

采用所述褶皱碳纤维与所述基体树脂，制备仿生树脂基碳纤维复合材料。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，所述预聚合体溶液还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂加热后反应得到。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，所述涂敷选自：浸泡、浸轧、喷涂、刷涂中的至少一种。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，所述压辊采用加热压辊，所述加热压辊使所述预聚合体形成热度梯度。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，所述溶剂为二甲苯；和/或，

所述提供碳纤维、预聚合体溶液以及基体树脂，包括：

获取原始碳纤维，并对所述原始碳纤维进行脱浆处理，得到碳纤维。

所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其中，所述采用所述褶皱碳纤维与所述基体树脂，制备仿生树脂基碳纤维复合材料，包括：

对所述褶皱碳纤维进行编织或预浸后，放入模具中；所述编织包括：二维编织和/或三维编织；

向模具中注入所述基体树脂，并进行固化处理，得到仿生树脂基碳纤维复合材料。

有益效果：在基体树脂预碳纤维之间形成褶皱层，增大基体树脂与褶皱层之间的摩擦力，有效地提高了树脂基碳纤维复合材料的韧性，且防止水分或者其他有害物质侵入，从而提高树脂基碳纤维复合材料的耐湿热性能以及耐候性。

附图说明

图1是本发明中制备仿生树脂基碳纤维复合材料的流程示意图。

图2为本发明实施例中复合材料的真空辅助成型制备流程示意图。

图3为本发明实施例中复合材料的树脂转移模塑成型制备流程示意图。

图4为本发明实施例中复合材料的预浸料模压成型制备流程示意图。

图5为本发明中复合材料的界面示意图。

附图标记说明：

11、预聚合体溶液；12、褶皱层；121、硬层；122、软层；21、原始碳纤维；22、碳纤维；23、褶皱碳纤维；24、褶皱碳纤维布；25、褶皱纤维体；26、褶皱预浸料；31、第一仿生树脂基碳纤维复合材料；32、第二仿生树脂基碳纤维复合材料；33、第三仿生树脂基碳纤维复合材料；41、加热压辊装置；411、底板结构；412、上辊结构；42、纤维预拉伸机；43、真空袋膜；44、真空导流管；45、真空泵；46、牵引辊；47、压辊；48、烘箱；49、离型纸；51、基体树脂；61、树脂转移模塑成型模具；62、预浸料模压成型模具；63、树脂溶液槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1-图4，本发明提供了一种仿生树脂基碳纤维复合材料的一些实施例。

师法自然，结构精细、性能高效的生物界面在自然界中普遍存在，为新材料的开发提供不竭的灵感来源。在界面形态方面，受珍珠层脆性碳酸钙矿物和少量的柔性聚合物构成的“砖-泥”界面形态启发，研究人员用粘土纳米薄片成功地制备出综合性能卓越的宏观块体仿珍珠层纳米复合材料(Matter 2019,1,412-427)。在界面结构方面，受螳螂虾钳坚硬的外部冲击区和内部周期性条纹区的界面结构启发，研发出兼具强度、耐久性和抗冲击性能的仿生复合材料(Adv.Mater.2018,9,1705295)。但是，目前针对树脂基碳纤维复合材料，从界面形态和界面结构两个方面进行复合材料仿生协同设计的研究还不多见。

如图1和图4所示，本发明的一种仿生树脂基碳纤维复合材料，包括：

基体树脂51；

褶皱碳纤维23，位于所述基体树脂51内；所述褶皱碳纤维23包括：

碳纤维22；

褶皱层12，包覆在所述碳纤维22外，所述褶皱层12向所述褶皱碳纤维23的径向凸出或下凹；

其中，所述褶皱层12通过预聚合体形成，所述预聚合体包括：聚硼硅氧烷。

值得说明的是，本发明开发了一种新型的仿生协同设计界面。仿生协同设计是指该界面的设计集合了形态仿生和结构仿生两种方法，其中，形态仿生是指在材料的宏观形态上通过模仿生物的外部形态而实现某些特定功能，而结构仿生是指在材料的表面结构上进行仿生设计实现某些特定功能。具体的，在形态仿生方面，蚯蚓表皮具有周期性的褶皱形态，可以用来增大运动过程中与土壤的摩擦力，另外，其软体躯干与高长径比的碳纤维形态相似，因此，本发明选取蚯蚓表皮的褶皱形态作为形态仿生模本。在结构仿生方面，由于树脂基碳纤维复合材料界面不仅需要承受复杂多变的载荷，还需要发挥载荷传递的作用，这就要求碳纤维22与树脂相连的部位强度足够高，以达到传递载荷的目的，又要保持足够的韧性以吸收能量，进而达到保护界面的作用。

具体地，滑开型断裂是复合材料分层损伤中的主要断裂形式之一。针对滑开型断裂，本发明具有良好的增韧效果。具体原理如下：褶皱层12与基体树脂51具有良好的相容性，基体树脂流入褶皱沟槽中固化后形成机械咬合，呈现锚定效应。与传统的树脂基体直接与碳纤维表面接触固化的方式相比，褶皱碳纤维具有凹凸不平的粗糙表面，在复合材料中当基体树脂51与褶皱层12的界面处发生滑开型断裂时，由于褶皱结构的存在，基体树脂51与褶皱层12间摩擦力很大，需要消耗更多的能量才可以实现两相的相对滑动，因此提高了滑开型层间断裂韧性。

裂纹在界面扩展时，由于褶皱结构的存在，裂纹路径会发生偏转，最终呈波浪式扩展，裂纹路径的偏转会增加能量耗散，进而提升增韧效果。

此外，传统碳纤维表面浆料的吸水性会影响复合材料的耐湿热表现，因此，改善复合材料界面状态是提高复合材料耐候性的关键。褶皱层12为聚硼硅氧烷形成的聚合体，因此，褶皱层12的本身就是耐热材料和抗氧化材料，结合具有沟槽形状的微纳结构表面，使其具备了优异的疏水性能，从而可以防止水分和其他有害介质的侵入，提升复合材料的耐湿热性能和耐候性。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，由于骨骼从外向内钙化程度不断减少，表现出明显的梯度变化，是典型的既强又韧的生物材料，因此，本发明选取骨骼的力学性能梯度作为结构仿生模本。所述褶皱层为具有硬度梯度的褶皱层。

所述褶皱具备硬度梯度，根据硬度不同分为表面的硬层121和内部的软层122，与固化后的未改性聚硼硅氧烷相比，硬度大于固化后的未改性聚硼硅氧烷区域称为硬层121，硬度小于固化后的未改性聚硼硅氧烷区域称为软层122，硬层厚度约400～800nm，褶皱层12的硬度随着深度的增加而减少。需要说明的是，固化后的未改性聚硼硅氧烷是纯聚硼硅氧烷在加热条件下得到的，也就是说，采用纯聚硼硅氧烷，不加入增溶剂等其它试剂，并采用加热固化的方式，而不是加热压辊固化的方式得到的。

具体地，碳纤维22外的褶皱层可以采用加工的方式形成，例如，采用压辊形成褶皱层，带有褶皱负结构的加热压辊装置41包括：底板结构411和上辊结构412，底板结构411和上辊结构412分别带有加热装置。在压辊加工过程中，由于加热部位集中在浸渍碳纤维与底板结构411和上辊结构412的接触部位，所以热度渗透到预聚合体溶液11是呈梯度变化的，导致预聚合体溶液11呈现梯度交联，即不同深度的交联程度不同，则褶皱层12的硬度也是梯度变化的。可以理解的是，由于存在热度梯度，接近碳纤维22外表面的预聚体更容易被活化，经过链式聚合形成化学键，因此具备较高的硬度，最终固化成硬层121；与之相反，离外表面较远的预聚体内部最终固化为软层122。

底板结构411和上辊结构412分别带有加热装置且间距可调，可调间距S的范围为7～9μm，所述负结构为带有结构参数的凹槽，凹槽间距D范围为1～2μm，凹槽深度H范围为0.5～1μm。

褶皱层12的软层122具有硬度低、弹性模量高的特点，对传递到界面处的载荷具有一定的吸能和储能作用，进而耗散导致裂纹扩展和层间失效的能量，起到一定的吸能增韧效果。

另外，在压辊形成褶皱层时，需要先对浸渍碳纤维进行拉伸，将浸渍碳纤维固定下来，以便压辊。在压辊挤压完后，由于碳纤维22从预拉伸状态释放，在接下来的固化过程中，预聚合体溶液11逐渐固化呈现出褶皱图案，最终形成具有褶皱形态的褶皱层12。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图5所示，所述褶皱层的波峰与波谷之间的高度差为1-2μm；所述褶皱层中相邻两个波峰之间的间距为1-2μm。

具体地，与现有技术中树脂基体直接与碳纤维表面接触固化的方式相比，表面沟槽结构峰与谷的高度差约为60～120nm，明显小于本发明中的褶皱结构(约为1～2μm)，所以本发明具有更加突出的锚定效应。

褶皱碳纤维23包括内部的碳纤维22和外部的褶皱层12，所述褶皱层12厚度为1～2μm，所述褶皱在沿着纤维长度的截面上呈现沟槽形状，相邻峰距离约1～2μm，峰与沟谷高度差约为1～2μm。

现有技术中碳纤维表面浆料的吸水性会影响复合材料的耐湿热表现，因此，改善复合材料界面状态是提高复合材料耐候性的关键。褶皱层12的本身就是耐热材料，结合具有沟槽形状(当相邻峰间距离约1-2μm，峰与谷高度差约为1-2μm时)的微纳结构表面，使其具备了优异的疏水性能，从而可以防止水分和其他有害介质的侵入，提升复合材料的耐湿热性能以及耐候性。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图5示，所述预聚合体还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂反应得到。

具体地，预聚合体溶液11中增溶剂的存在，使其能够很好的与基体树脂51相容。且褶皱层12的硬层121与固化后的基体树脂51均为硬相，具有较好的模量匹配，可以有效的传递载荷，提高复合材料整体性能。

增溶剂采用聚硼硅氧烷前体(PBS)与树脂基体51在80℃条件反应4h，制备得到聚硼硅氧烷改性的环氧树脂。

本发明的优点：

1、仿生协同设计界面通过利用界面处的塑性形变和弹性形变共同吸收能量，有效地提高了树脂基碳纤维复合材料的韧性。

2、仿生协同设计界面的耐热疏水性能，可以防止水分或者其他有害物质侵入，从而提高树脂基碳纤维复合材料的耐湿热性能以及耐候性。

基于上述任意一实施例的仿生树脂基碳纤维复合材料，本发明还提供了一种仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法的较佳实施例：

如图1所示，本发明实施例的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100、提供碳纤维、预聚合体溶液以及基体树脂；所述预聚合体溶液包括：聚硼硅氧烷(PBS)和溶剂。

具体地，将聚硼硅氧烷溶于溶剂得到预聚合体溶液。所述溶剂为二甲苯。当然，还可以采用其他溶剂，例如，甲苯等。预聚合体溶液还可以包括增溶剂，以增加聚硼硅氧烷的溶解性。还可以采用加热和搅拌的方式加快聚硼硅氧烷的溶解。

举例说明，聚硼硅氧烷前体与二甲苯混合，并加入增溶剂，加热60℃搅拌30min，制备预聚合体溶液11。

所述预聚合体溶液还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂加热后反应得到。

具体地，采用聚硼硅氧烷前体(PBS)与基体树脂51在80℃条件反应4h，制备得到聚硼硅氧烷改性的环氧树脂。由于预聚合体溶液11中增溶剂的存在，使其能够很好的与基体树脂51相容。且褶皱层12的硬层121与固化后的基体树脂51均为硬相，具有较好的模量匹配，可以有效的传递载荷，提高复合材料整体性能。

步骤S100具体包括：

步骤S110、获取原始碳纤维，并对所述原始碳纤维进行脱浆处理，得到碳纤维。

具体地，由于原始碳纤维21在制备过程中会上浆，为了得到纯的碳纤维22，对原始碳纤维21进行脱浆处理得到碳纤维22。

步骤S200、将所述预聚合体溶液涂敷在所述碳纤维上并干燥，得到浸渍碳纤维。

具体地，将上述预聚合体溶液11涂敷到脱浆处理后的碳纤维22上，并在50℃条件下干燥处理1h。所述涂敷选自：浸泡、浸轧、喷涂、刷涂中的至少一种。

步骤S300、在拉伸下对所述浸渍碳纤维上的预聚合体进行压辊，得到褶皱碳纤维；所述褶皱碳纤维中的褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹。

具体地，所述压辊采用加热压辊，所述加热压辊使所述预聚合体形成热度梯度。采用纤维预拉伸机42对上述浸渍预聚合体溶液11的浸渍碳纤维预拉伸，使碳纤维22保持绷紧状态并置于带有褶皱负结构的加热压辊装置41中，进行褶皱预成型。将褶皱预成型的浸渍碳纤维从预拉伸状态释放，并置于60℃环境中保持8h，形成褶皱碳纤维23。

带有褶皱负结构的加热压辊装置41，具有底板结构411和上辊结构412，底板结构411和上辊结构412分别带有加热装置且间距可调，可调间距S范围为7～9μm，所述负结构为带有结构参数的凹槽，凹槽间距D范围为1～2μm，凹槽深度H范围为0.5～1μm。

步骤S400、采用所述褶皱碳纤维与所述基体树脂，制备仿生树脂基碳纤维复合材料。

具体地，将上述褶皱碳纤维23与基体树脂51混合，通过真空辅助成型、树脂转移模塑成型、预浸料模压成型等复合材料成型方法获得相应的仿生树脂基碳纤维复合材料。

步骤S400具体包括：

步骤S410、对所述褶皱碳纤维进行编织或预浸后，放入模具中；所述编织包括：二维编织和/或三维编织。

步骤S420、向模具中注入所述基体树脂，并进行固化处理，得到仿生树脂基碳纤维复合材料。

具体地，采用二维编织的方式编织褶皱碳纤维得到纤维布，采用三维编织的方式编织褶皱碳纤维得到纤维体，采用预浸的方式对褶皱碳纤维进行预先浸渍得到预浸的褶皱碳纤维。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2所示，将上述制得的褶皱碳纤维23进行二维编织，获得褶皱碳纤维布24，编织方式不限于单向、平纹、斜纹、缎纹；然后，将褶皱碳纤维布24进行叠层，并放入真空袋膜43中；利用真空泵45抽真空，在真空负压下，将基体树脂51通过真空导流管44导入密闭真空袋膜43中，并充分浸渍增强材料，持续维持较高真空度；最后，在室温下固化，得到第一仿生树脂基碳纤维复合材料31。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，将上述制得的褶皱碳纤维23进行三维编织，获得褶皱纤维体25，褶皱纤维体25的结构根据实际所需不做限定；将褶皱纤维体25铺放在树脂转移模塑成型模具61中；在一定压力范围内，采用注射设备将基体树脂51注入闭合模腔，通过基体树脂51与褶皱纤维体25的浸润固化获得第二仿生树脂基碳纤维复合材料32。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图3所示，在牵引辊46的作用下，使褶皱碳纤维23依次经过树脂溶液槽63和烘箱48；之后在压辊47的作用下，与离型纸49复合形成褶皱预浸料26；再将褶皱预浸料26进行叠层，置于预浸料模压成型模具62之间，合模并施加压力；经过一定时间的高温高压处理，使树脂完全固化定型，最终制得第三仿生树脂基碳纤维复合材料33。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种仿生树脂基碳纤维复合材料，其特征在于，包括：

基体树脂；

褶皱碳纤维，位于所述基体树脂内；所述褶皱碳纤维包括：

碳纤维；

褶皱层，包覆在所述碳纤维外，所述褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹；

其中，所述褶皱层通过预聚合体形成，所述预聚合体包括：聚硼硅氧烷；所述预聚合体还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂反应得到；所述褶皱层为具有硬度梯度的褶皱层；所述褶皱层的波峰与波谷之间的高度差为1-2μm；所述褶皱层中相邻两个波峰之间的间距为1-2μm。

2.一种如权利要求1所述仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

提供碳纤维、预聚合体溶液以及基体树脂；所述预聚合体溶液包括：聚硼硅氧烷和溶剂；

将所述预聚合体溶液涂敷在所述碳纤维上并干燥，得到浸渍碳纤维；

在拉伸下对所述浸渍碳纤维上的预聚合体进行压辊，得到褶皱碳纤维；所述褶皱碳纤维中的褶皱层向所述褶皱碳纤维的径向凸出或下凹；

采用所述褶皱碳纤维与所述基体树脂，制备仿生树脂基碳纤维复合材料；

所述预聚合体溶液还包括：增溶剂，所述增溶剂由聚硼硅氧烷和基体树脂加热后反应得到；所述褶皱层为具有硬度梯度的褶皱层；所述褶皱层的波峰与波谷之间的高度差为1-2μm；所述褶皱层中相邻两个波峰之间的间距为1-2μm。

3.根据权利要求2所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述涂敷选自：浸泡、浸轧、喷涂、刷涂中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述压辊采用加热压辊，所述加热压辊使所述预聚合体形成热度梯度。

5.根据权利要求2所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲苯；和/或，

所述提供碳纤维、预聚合体溶液以及基体树脂，包括：

获取原始碳纤维，并对所述原始碳纤维进行脱浆处理，得到碳纤维。

6.根据权利要求2所述的仿生树脂基碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述采用所述褶皱碳纤维与所述基体树脂，制备仿生树脂基碳纤维复合材料，包括：

对所述褶皱碳纤维进行编织或预浸后，放入模具中；所述编织包括：二维编织和/或三维编织；

向模具中注入所述基体树脂，并进行固化处理，得到仿生树脂基碳纤维复合材料。

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