环氧树脂基复合材料因其粘接性能好、质料轻、抗腐蚀性和可设计性强等优异的性能而被广泛应用于交通运输、石油化工及航空航天等领域。复合材料的优异性能在很大程度上取决于基体树脂和固化工艺,而对基体树脂固化过程的研究仍是当今工程领域的研究重点,也是提高复合材料性能的关键问题。本文采用超声波透射法成功实现了对环氧树脂在不同条件下的固化反应过程进行监测,研究了超声波振幅衰减随固化反应时间的变化关系,探索了中温条件下固化模具厚度和玻璃纤维对环氧树脂固化反应过程的影响,并对其固化机理进行了讨论。研究结果发现,超声波振幅衰减呈现出先增大后减小并趋于稳定的规律;随着固化反应的进行,振幅衰减能够准确地反映出环氧树脂体系出现凝胶点的时间和黏稠态-凝胶态-玻璃态各相态的变化过程,并能量化各阶段所处的时间;提高温度能缩短体系固化反应时间;增加模具厚度和玻璃纤维会在一定程度上延缓固化体系凝胶点出现的时间。采用伏安法研究了碳纤维电阻与其长度(L)、横截面积(S)及温度(T)的变化关系,验证了碳纤维电阻是否符合线性电阻公式。实验结果表明,碳纤维电阻与L成线性递增关系,与S成反比例关系,但与普通导体有所不同;碳纤维电阻随温度的变化曲线成负温度(NTC)效应,这使环氧树脂在固化过程中碳纤维作为加热源能起到均匀加热的效果。基于碳纤维的焦耳热效应,并结合超声波透射法研究了温度对环氧树脂固化过程的影响。研究结果表明,可以改变通过碳纤维的电流大小来控制固化温度;提高温度可使碳纤维环氧树脂体系出现凝胶点的时间提前,这有效地加快了固化反应时间,提高了固化效率。总之,超声波透射法能够监测并量化不同条件下环氧树脂的固化反应过程,为研究聚合物的固化反应过程及复合材料的固化工艺提供理论依据和重要的技术手段。