復(fù)合材料的加工過程中會產(chǎn)生應(yīng)力,偏光應(yīng)力儀顯微鏡

熱塑性基質(zhì)復(fù)合材料層間鍵合強度與工藝參數(shù)、壓力、溫度和
接觸時間都有關(guān)。如果加工過程中溫度分布是非均勻的，那么層界
面會以不同的速率鍵合(或愈合)。這樣，對于一個特定的加工過
程，為了估算所需的加工時問，清楚復(fù)合層壓材料各點的溫度和自
粘鍵合程度十分重要。

  非等溫加工時，可以用傳熱分析法預(yù)測層界面的瞬時溫度分
布，分析自粘鍵合強度的增長。用實際溫度對時間作圖，以此來確
熱塑性樹脂基復(fù)合材料凝固形成層壓結(jié)構(gòu)是由于層界面的自粘
鍵合。自粘鍵合由兩個機理控制：①層界面的緊密接觸；②高分子
鏈在界面上的擴散(愈合)。自粘鍵合形成的速率，還有復(fù)合材料
凝固的速率都與加工周期中的溫度、壓力和時間直接關(guān)聯(lián)。

  如果層界面不緊密接觸，那么就不會有愈合或鍵合的形成。而
緊密接觸的發(fā)生則依賴于預(yù)浸料表面的粗糙度、基體樹脂的黏度、
層堆砌的順序和加工周期。

在復(fù)合材料的加工過程中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力．這是因為在加上非
機械負荷時組成復(fù)合材料的兩相發(fā)生了不同的作用。例如：將一個
熱膨脹系數(shù)較低的增強相加入到具有良好熱膨脹性能的基體相中，
假如此物質(zhì)無初始應(yīng)力并且溫度降低，那么基體就會比增強相收縮
得多。那么，增強相就處于壓力當中(即內(nèi)壓應(yīng)力)。假如相之間結(jié)
合良好，那么就可以用模型來預(yù)測加工過程中導(dǎo)致的殘余應(yīng)力場。
生產(chǎn)聚合物基復(fù)合材料的標準周期是兩步固化周期。
在這個周期中，溫度從室溫上升到第一平臺溫度，并且保持溫度恒
定約1h。然后，溫度繼續(xù)升高到第二平臺溫度并保持恒定約2～8h。
然后溫度以一穩(wěn)定速率下降至室溫。因為有兩個平臺階段，這種固
化周期被稱為兩步固化周期，第一平臺的目的是讓氣體(如空氣、
水蒸氣或揮發(fā)物)散出并且讓基材流動，讓基材密實。因此，在第
一平臺段，基材的黏度一定要低。高聚物基材的典型的黏度與溫度
之間的關(guān)系是，隨著溫度的升高，高聚物的黏度降低至一最低黏度。
隨著溫度的進一步升高，高聚物開始迅速地固化并且黏度顯著上升。
第一平臺溫度必須仔細選取，以使樹脂黏度較低而固化極少。

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