近年来，由于碳纤维增强聚合物（CFRP）具有高强度、轻质和优异的机械性能，其在航空、航天和军事工业中得到了广泛应用[1]、[2]。纤维与基体之间的界面粘接强度对于确保CFRP复合材料的性能至关重要。在实际应用中，一方面，有限的层间粘接强度使得CFRP复合材料在外力作用下容易发生分层[3]、[4]、[5]，从而导致材料失效并危及飞行安全；另一方面，飞行过程中频繁遇到的振动和冲击也可能对材料结构造成损伤[6]、[7]，降低精度并缩短使用寿命。不可忽视的是，飞机在其运行生命周期中经常面临复杂的空间环境[8]、[9]、[10]。海上飞行中的盐雾腐蚀会损害CFRP复合材料的结构完整性[11]，从而影响飞机的结构稳定性。因此，在复杂环境条件下提高CFRP复合材料的耐腐蚀性、老化性能、阻尼性能和机械性能尤为重要。
目前，增强复合材料阻尼性能的主要方法包括基体改性[12]、纤维和界面相改性[13]、[14]、引入阻尼填料[15]以及多相复合结构设计[16]、[17]。基体改性主要依靠纳米颗粒和纳米纤维素作为填料，通过调节基体的粘弹性来改善阻尼性能。M. Rafiee等人[18]通过实验研究了用原始和功能化的多壁碳纳米管（p-MWCNTs和f-MWCNTs）增强的环氧复合材料的振动和阻尼特性。结果表明，添加MWCNTs可以有效提高复合材料的固有频率和阻尼性能，其中p-MWCNTs在0.37 wt.%的浓度下表现出显著优势，阻尼比提高了46%。f-MWCNTs在低浓度（0.02-0.06 wt.%）下阻尼比较高，但在高浓度下效果不明显，这可能是由于MWCNTs的团聚作用导致界面粘附力过强，限制了能量耗散机制。通过选择与树脂基体刚度和模量相匹配的纤维或修改纤维表面来改善界面相的能量耗散能力，可以有效提高复合材料的阻尼性能。S. Sarikaya等人[19]通过循环拉伸-压缩试验的动态力学分析研究了石墨烯纳米复合材料的振动阻尼行为，发现加入高长径比的石墨烯纳米片（GNPs）可将复合材料的阻尼性能提高多达70%，而单层石墨烯（SLG）的表面粗糙度会对阻尼性能产生负面影响。通过向复合材料中引入高阻尼填料（如纳米颗粒、柔性聚合物等）也是广泛研究的方法之一。R. Baptista等人[20]采用手工铺层工艺制备了含有0-30 wt.%石墨和0-11.5 wt.%石墨的环氧树脂基体复合材料，并对其性能和滑动磨损阻力进行了表征。结果表明，石墨含量的增加使复合材料的弹性模量逐渐提高，但同时也导致脆性增加，在超过12.5 wt.%的浓度下显著降低了失效应变。此外，通过设计多层复合结构（层状和结构化结构、梯度结构等），可以通过结构部件之间的相对变形或位移实现能量耗散，从而增强整体的能量吸收能力。朱学瑞等人[21]从植物中提取纤维素纳米纤维（CNFs）制备薄膜，并将其引入CFRP复合材料的层间，实验表明0.25 wt.%的CNFs可使CFRP的阻尼损失系数提高31%。这些发现为提高复合材料的阻尼性能提供了有效参考。然而，阻尼性能的提高会导致刚度和强度的下降[22]。因此，在考虑复合材料机械性能的同时，找到优化阻尼性能的最佳方法是一个极具挑战性的问题。
除了阻尼性能外，提高纤维增强复合材料的其它机械性能也是应用的核心重点。目前，增强纤维增强复合材料机械性能的主要方法包括纤维改性[23]、[24]、基体改性[25]、[26]以及层间界面优化[27]、[28]、[29]。徐志伟等人[30]通过氧化还原和预辐照诱导方法对碳纤维进行表面改性，将碳纤维/环氧复合材料的层间剪切强度提高了15%以上。D. Harsha Vardhan等人[31]将特定重量的陶瓷填料（氧化铝、碳化硅和二氧化钛）引入树脂基体，评估了其对玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料弯曲强度的影响。结果表明，不同类型和含量的陶瓷填料可以显著改善GFRP复合材料的弯曲性能。刘月等人[32]通过改变氧化石墨烯（GO）和MWCNTs的比例，研究了CFRP复合材料的层间断裂韧性。研究发现，含有混合纳米填料的CFRP复合材料的I型层间断裂韧性和II型层间断裂韧性分别提高了151.52%和215.15%。尽管上述方法可以有效提高复合材料的阻尼和机械性能，但大多数增强材料需要复杂的生产工艺和较长的生产时间，无法完全满足航空航天材料的供应需求。同时，增强介质的成本也是设计性能优化时必须考虑的重要因素。
此外，飞机在飞行过程中不可避免地会经历各种复杂的外部环境，环境老化对材料微观结构演变的影响及其对阻尼性能和机械可靠性的影响不容忽视。因此，在设计和制造过程中也必须考虑材料的耐候性。其中，海上飞行操作中遇到的盐雾环境是影响材料老化的重要因素[33]、[34]、[35]。Lyu P等人[36]通过FTIR分析和宏观及微观力学测试，分析了盐雾老化对粘弹性材料分子链结构和受限阻尼性能的影响。结果表明，盐雾环境会导致材料内部的化学键（如氢键）断裂，破坏分子链网络，从而导致机械性能显著下降。经过90天的盐雾老化后，粘弹性材料的复合损耗因子降至0.2047，振动加速度逐渐增加，但材料仍保持较强的能量耗散能力。Hailin Li等人[37]研究了CFRP复合材料在海水环境中的静态/动态机械性能和失效机制。试样在人工海水中（温度30 °C-100 °C和27 °C-34 °C）和NaCl浓度（0 %、3.5 %和5 %）下老化7个月后，进行了准静态拉伸和动态力学分析。结果表明，随着老化时间的延长，CFRP试样的抗拉强度呈指数级下降，而峰值阻尼呈指数级增加。在3.5 %相对湿度和50 °C下老化7个月后，强度和峰值阻尼趋于稳定。此外，发现CFRP试样的层间粘结因海水老化而减弱。总之，盐雾环境是导致聚合物基体复合材料损伤的重要因素。全面了解盐雾腐蚀对复合材料机械性能的影响有助于材料优化和实际应用的改进。
本研究为海洋环境对复合材料机械性能的影响提供了有效参考，但缺乏一个综合考虑阻尼性能、机械性能、耐候性和经济性的增强方案。鉴于纤维增强复合材料优化的关键点，选择了预先嵌入碳基增强介质的CFRP复合材料作为研究对象，分析其在盐雾环境中的阻尼和机械性能。利用超声波C扫描系统和扫描电子显微镜（SEM）观察了复合材料在人工加速老化条件下的损伤特性和老化机制。同时，计算了不同腐蚀阶段试样的吸湿率，以探讨预先嵌入增强介质的CFRP复合材料在盐雾老化下的吸湿行为，并分析其耐腐蚀性。本研究的创新之处在于提出了一种简单、高效且低成本的阻尼增强策略，在实现多种机械性能协同增强的同时提高阻尼性能。以碳基填料作为增强介质的简单制备过程和短制备周期为低成本和高阻尼CFRP复合材料提供了新的材料选择路径，这符合航空航天材料快速制造和工程应用的需求。
总之，本研究重点关注提高复合材料在海上飞行任务中的耐久性和耐腐蚀性，从而延缓长期使用过程中的老化损伤，对提高CFRP复合材料的海洋环境适应性具有重要意义。
