优化粉末冶金中聚合物粘合剂的烧损过程
在烧结冶金中，添加的聚合物粘合剂可提高与金属粉末的粘合力。但是，如果第一加热阶段过快，粘合剂的放气可能会导致微裂纹。
对于生产过程来说，这意味着要在以下两个因素之间找到良好的平衡：
- 缓慢加热 增加加工 时间.
- 快速加热 会导致 质量缺陷 由于聚合物分解过程中会产生大量气体。
因此 最佳温度曲线 因此，必须确定隧道窑所有区域的最佳温度曲线，以确保工艺持续时间和产品质量之间的良好关系。
问题
为隧道窑生产工艺找到最佳的分区温度，以便以最短的时间生产出最高质量的产品。
解决方案
在氮气中以 0.1、0.3、1、3、5 和 10K/min 的加热速率进行了 6 次测量，并找到了动力学模型。为了在整个过程中保持最佳的材料质量，最佳质量损失率为 0.05%/分钟；分解率越高，质量越差，分解率越低，时间越长。根据这一质量损失恒定的优化方案，找到了隧道窑生产的最佳区域温度。
图 A显示了在氮气环境下以不同加热速率进行的六次热重测量。利用这里介绍的三步模型，可以对所有测量结果进行高质量的近似。拟合质量越高，预测的可信度就越高。
图 B显示了实验室条件下聚合物烧损的最佳温度曲线。为了获得最佳的材料质量，在整个过程中应保持 0.05%/min 的恒定质量损失率。
更高的质量损失率会缩短工艺时间，但会降低产品质量。其他质量损失率的温度曲线可以轻松快速地计算出来。
图 C描述了 5 区隧道窑中的质量损失预测，其温度程序与生产过程中聚合物烧损的 最佳区温度相对应。