美国新泽西州格拉斯伯勒市罗文大学（Rowan University）的研究人员展示了一种修复先进复合材料损伤的新方法，据称该方法比航空航天、汽车、基础设施、海事和能源等行业使用的传统修复技术更快、更有效。

在发表于《热喷涂技术杂志》（*Journal of Thermal Spray Technology*）的一项研究中，由罗文大学主导的一支多学科团队研究了使用聚合物冷喷涂来恢复冲击损伤后玻璃纤维增强塑料（GFRP）复合材料强度的方法。

"如果你开始破坏复合材料，它的行为有点像拉链，"合著者、亨利·M·罗文工程学院机械工程系副教授弗朗西斯·哈斯（Francis Haas）博士说。"一根纤维断裂，然后另一根纤维断裂。剩下的纤维必须承受全部载荷。如果突然刮起一阵大风或受到其他外力作用，它们可能会灾难性地'拉开拉链'。"

为解决这一问题，该团队研究了一种使用冷喷涂的修复方法——该工艺将精细的聚合物粉末沉积到受损表面，无需高温加热。虽然冷喷涂在制造业中已广泛应用，但多年来，寻找一种能够对受损复合材料进行现场修复的冷喷涂方法一直是一个重大挑战。

罗文大学的研究人员开发了一种特定的冷喷涂应用方法，其作用类似于牙科填充物，能够恢复材料大部分损失的力学强度。对于浅层损伤，该方法恢复了材料原始强度的80%；在最严重的情况下，恢复了约40%。在所有测试条件下，该团队的冷喷涂方法在有效性和速度方面均优于传统的树脂基修复方法；传统修复可能需要长达48小时才能固化，而冷喷涂工艺大约30分钟即可完成，这使其对于快速现场修复尤为具有吸引力。

研究还表明，材料选择至关重要。以短切玻璃纤维增强的环氧基粉末始终表现出最佳效果，提高了力学性能的恢复率，并增强了修复后材料承受额外冲击的能力。

该研究由罗文大学亨利·M·罗文工程学院的Behrad Koohbor、Haas和Joseph F. Stanzione III领导，机械工程系、化学工程系和先进材料与制造研究所的学生做出了重要贡献。罗文大学的研究人员在设计实验、制备测试样品、进行力学测试以及分析修复材料与复合结构之间的结合方式方面发挥了核心作用。该项目还包括与美国陆军研究实验室Isaac Nault和Tristan Bacha的合作，将学术研究与联邦研究专业知识相结合，以应对材料耐久性和修复方面的挑战。

该技术的潜在应用范围广泛，从风力涡轮机叶片和管道到飞机结构和复合材料车辆部件——任何使用轻质复合材料且易受磨损或冲击损伤的地方。

本研究采用的循环损伤—修复过程示意图。

来源：《采用聚合物冷喷涂修复受冲击损伤玻纤织物增强复合材料并恢复其力学性能》，《热喷涂技术期刊》（2026年），遵循知识共享署名4.0国际许可协议（CC BY 4.0）