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“連續(xù)”加工復(fù)合材料,復(fù)合材料制備截面分析顯微鏡

信息分類(lèi)：生命科學(xué)資訊　　　　作者:YIYI發(fā)布　

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“連續(xù)”加工復(fù)合材料,復(fù)合材料制備截面分析顯微鏡

在復(fù)合材料制備中，最希望能控制材料的性能、主要參數(shù)，如
強(qiáng)度和化學(xué)狀態(tài)，它們決定了加工的成敗和產(chǎn)物的質(zhì)量。大部分參
數(shù)在加工過(guò)程中不能直接測(cè)定。因此，在復(fù)合材料的制備中，如多
批量加工，控制決定必須在產(chǎn)物質(zhì)量直接測(cè)量之前做出，否則到不
能逆轉(zhuǎn)的變化發(fā)生時(shí)，就會(huì)引起反饋過(guò)遲的控制問(wèn)題�？梢圆扇�
一些措施推斷理想的或者不理想的質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)，也可用于識(shí)別加
工參數(shù)的顯著變化。然而，這些模型是不完全的，因此，理論上
的控制還未廣泛用于聚合物加工。
    那些通常所指的“連續(xù)”加工復(fù)合材料的方法，像拉擠成型、
預(yù)浸漬處理和纏繞法，事實(shí)上也是分步的過(guò)程，不同位置材料的狀
態(tài)不同。盡管控制可以基于特定位置上的次級(jí)性質(zhì)(通常是溫度)進(jìn)
行調(diào)節(jié)，但這個(gè)過(guò)程是非穩(wěn)態(tài)的。一個(gè)位置上的狀態(tài)既取決于該狀態(tài)
的條件，還與之前位置的狀態(tài)以及通過(guò)單位體積的這些點(diǎn)的傳輸速率
有關(guān)。這些非平衡的“連續(xù)”過(guò)程與任何批量加工過(guò)程需要具備相同
的控制要求。由于以下討論的目的，循環(huán)過(guò)程指的是對(duì)于給定單位體
積材料的次級(jí)變量(例如溫度、壓力、真空)隨時(shí)間的調(diào)節(jié)。

    典型教科書(shū)上有關(guān)化學(xué)工程過(guò)程的控制并不著重于非線性、非
平衡控制問(wèn)題，盡管這樣的問(wèn)題并不是只在復(fù)合材料工業(yè)中存在。
現(xiàn)有一些“線性化”非線性控制問(wèn)題的方法，但還未普遍用于復(fù)合
材料加工。相反，聚合加工的控制通常涉及次級(jí)變量的調(diào)節(jié)，如加
工中的溫度和壓力。這些變量在超出控制范圍時(shí)可以當(dāng)作線性來(lái)處
理的。例如，在熱壓罐方法中，研究了一系列被稱(chēng)為固化周期的平
衡溫度和壓力狀態(tài)，并且假定重復(fù)固化周期將使材料遵循同樣的途
徑從起始的材料到最終的產(chǎn)物。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)性固化周期，評(píng)
估所得到的產(chǎn)物，選擇生產(chǎn)最理想材料的周期，將反饋信息結(jié)合起
來(lái)。為了使這種方法有效，變量(如引入材料的質(zhì)量)一定要嚴(yán)格
控制。后加工監(jiān)測(cè)也是必要的，尤其是在與計(jì)劃步驟有意外偏離的
地方。
    對(duì)確定固化周期的調(diào)節(jié)控制的可行的方法是在固化過(guò)程中，根
據(jù)主要材料變量所顯示的和預(yù)測(cè)的結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)。這兩種方法很
少完全獨(dú)立的應(yīng)用。固化周期通常只在緊急情況下，由允許調(diào)整固
化周期的操作者來(lái)調(diào)整。改進(jìn)循環(huán)過(guò)程的控制系統(tǒng)根據(jù)主要變量的
走向，從加工計(jì)劃開(kāi)始的。

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