先進樹脂基復合材料具有優異的性能，應用前景廣闊，但是由于目前較多地采用熱壓罐成型工藝制備，存在成本較高、制件尺寸受限制等因素，因此復合材料工作者不斷研究各種非熱壓罐成型工藝，其中真空袋成型工藝由于具有靈活、簡便、高效等特點得到廣泛的應用。
　　真空袋成型工藝的主要設備是烘箱或其他能提供熱源的加熱空間， 其組裝方法一般與熱壓罐工藝類似。對于熱壓罐成型工藝，由于工藝過程中施加較高的壓力(通常為0. 3～0. 7MPa) ，大部分材料中的孔隙通過真空系統逸出或隨著多余樹脂的流出而排出，剩余的孔隙發生壓縮、破碎并溶解在基體中，從而得到低孔隙含量的復合材料，特別是不會遺留下大尺寸的缺陷。但是在真空袋成型工藝中，由于真空壓力多為一個大氣壓，孔隙和揮發分只能通過逸出的方式排出，因此與熱壓罐成型工藝相比，預浸料鋪層中的孔隙和揮發分的處理是一個問題，所制備材料的孔隙率通常為3%或更高， 而高孔隙含量會直接影響到復合材料的力學性能和耐濕熱性能。
　　針對這一問題，主要存在兩種技術路徑，一種是從樹脂體系入手，調節樹脂的流變特性，使孔隙和揮發分在預浸料凝膠前盡可能逸出；另一種途徑就是通過工藝措施的改進，使預浸料中的孔隙和揮發分在制備過程中更容易排出，雙真空袋(DB)成型工藝就是這種途徑的有益嘗試。
　　從上世紀80年代開始，美國Naval Air Warfare Center和NASA Langley Research Center就相繼開展了多種樹脂體系和多種形式的雙真空袋成型工藝的研究[ 1～4 ] ，雙真空袋成型工藝就是在預浸料毛坯上封兩層真空袋，兩層真空袋之間放置一導氣工裝，兩層均與真空系統連接，其原理就是在復合材料固化過程中，在預浸料處于B階段時，使預浸料鋪層暴露在真空中但同時并不承受任何壓實的作用力，從而促使預浸料毛坯中的孔隙和樹脂中的揮發分能夠很容易地逸出。本工作將通過對雙真空成型工藝的研究，對通常的真空袋成型工藝進行改進，以提高真空袋成型工藝制備的復合材料的品質。
　　1、試　驗
　　采用LT203 /T700SC復合材料體系，推薦工藝為：在室溫抽真空，以每分鐘2～3℃的速率升溫至75℃，恒溫7h，然后以不大于0. 5℃ /m in的速度冷卻至40℃以下取出制件。
　　由于雙真空袋工藝只是在一定階段采用雙真空的模式，該階段的設置需要結合具體樹脂體系的流變特性和凝膠特性來研究確定。LT203樹脂體系的粘度- 溫度曲線(升溫速率為2℃ /min) 如圖1所示，樹脂在30℃時具有較高的粘度，開始升溫后粘度迅速下降，在約55℃時降至10Pa.s，然后一直到約90℃以前均處于一個低粘度區間。試驗過程中分別在高粘度區和低粘度區進行工藝設置如圖2所示，分別在30℃， 55℃， 65℃和75℃設置雙真空工藝平臺，以考察工藝對樹脂粘度的依賴性。同時進行真空袋工藝的對比試驗，然后根據分析測試結果來對工藝進行評價和優化。

　　通過測試復合材料的層間剪切強度來初步表征工藝過程對復合材料力學性能的影響，測試標準采用JC/T 773 - 1982；通過超聲C掃描考察復合材料的內部質量，并結合光學顯微鏡來觀察復合材料中孔隙含量和樹脂對纖維的浸漬情況。[-page-]

　　2、試驗結果與分析
　　2.1　DB工藝對層間剪切強度的影響對幾種工藝制備的復合材料測試厚度和重量，結果見表1?？梢哉J為DB2a，DB2b和DB2c 工藝均未對材料固化過程的流膠和壓實產生顯著影響；而DB2d工藝由于設置的溫度平臺過高，恒溫60m
in后粘度迅速增加，如圖3所示，預浸料壓實不充分，導致復合材料板材偏厚，因此未繼續參與工藝的評價。層間剪切強度的測試結果如圖4所示，與普通真空袋工藝相比，當在樹脂固化加熱過程中的高粘度區間設置DB 工藝平臺時，復合材料的層間剪切強度無明顯變化，而在55℃和65℃的低粘度區間設置DB工藝平臺后，二者的層間剪切強度分別由真空袋工藝的70. 7MPa大幅度提高至85MPa和83. 5MPa，因此可以初步認為DB工藝的適當設置顯著提高了LT - 03 /T700SC復合材料的力學性能。

　　2.2　復合材料板材質量的分析
　　圖5為復合材料板材的超聲C掃描圖像，可以發現超聲C掃描圖像與復合材料的層間剪切強度具有非常明顯的對應關系，真空袋工藝和DB2a工藝制備的板材中有一些程度不等的缺陷，分別對應層間剪切強度為70.
7MPa 和71. 5MPa， 相比較而言，DB2b工藝和DB2c工藝制備的板材內部質量較好，層間剪切強度得到了顯著提高。這表明相應DB工藝平臺的設置，使材料的內部質量得到較大的改進。[-page-]
　　通過光學顯微鏡對復合材料的顯微結構進行觀察可了解材料中介于微觀和宏觀尺度之間的缺陷構成和分布狀況，如圖6 所示，真空袋工藝和DB2a工藝制備的板材中存在較多數量的孔隙，尤其是富樹脂區內的孔隙沒有充分排除，而DB2b和DB2c工藝制備的板材中孔隙很少。在通常的真空袋工藝制備的復合材料中，孔隙主要來源于樹脂配制過程中裹入的空氣、樹脂中的揮發分或小分子副產物以及預浸料鋪貼的操作過程中裹入預浸料片層之間的空氣。在鋪貼中預壓實操作和固化時抽真空雖然可以抽走大部分的空氣，但是由于預浸料通常具有一定粘性，預浸料片層會局部粘結在一起，而且真空對毛坯存在一個壓實作用，在一定程度上封閉了孔隙排出的通道，并且使預浸料毛坯內部孔隙和毛坯外部的壓力梯度降低，減小了孔隙運動的驅動力，因此毛坯中的部分孔隙難以排出而滯留在復合材料中構成缺陷。

　　而在DB工藝中，預浸料毛坯處于真空環境中且不存在壓實力的作用，因此孔隙運動的驅動力始終不低于一個大氣壓，當溫度升高時，壓力梯度進一步增加，有利于孔隙的排除，同時纖維束內孔隙的排除也有利于樹脂對纖維束的浸漬。因此在樹脂粘度較低時引入DB工藝可以顯著降低復合材料的孔隙含量，使得采用真空成型工藝制備的板材的質量能夠達到接近于熱壓罐成型工藝的水平。
　　3、結　論
　　使用雙真空袋成型工藝制備了LT203/T700SC復合材料，并對該工藝進行了研究和優化，結果表明，與常規真空袋成型工藝相比，雙真空袋成型工藝有利于孔隙的排出，制備的復合材料孔隙含量較低，力學性能大幅度提高，復合材料的質量得到較大改進。