馬騰飛，李桂洋，*，郭子民，鄭國棟，李偉明

（1 航天長征睿特科技有限公司，天津 300475；2 航天材料及工藝研究所，北京 100076）

復合材料軟模成型工藝采用熱膨脹硅橡膠作為芯模，金屬剛性材料為陰模，通過軟模受熱膨脹產(chǎn)生的壓力對復合材料加壓固化。該方法可以克服多型腔、多筋/肋等復合材料構件傳壓困難的缺點，特別適合形狀復雜的承力結(jié)構復合材料整體固化成型，如機身壁板、翼肋、機載天線罩、工型梁、井字梁、網(wǎng)格結(jié)構等［1-5］，通過軟模熱膨脹成型可解決復雜多型腔復合材料承力結(jié)構高精度、高質(zhì)量、凈尺寸成型的問題，開展復合材料軟模成型工藝的研究具有重要的軍事和社會效益。

國內(nèi)外已研制了專用的軟模輔助成型技術的熱膨脹硅橡膠，如美國Airtech 公司開發(fā)的Aircast3700硅橡膠、Dow-coming 公司開發(fā)的Silastic-J 硅橡膠、國內(nèi)中藍晨光化工研究設計院開發(fā)的R-10301 硅橡膠等。國內(nèi)外學者對復合材料軟模成型工藝做出了大量研究，Kim 等［6］研究了彈性體材料在熱固性復合材料固化成型過程中的壓力及黏彈性變化，Ren 等［7］建立了數(shù)值模型來評價軟模輔助共固化過程中先進復合材料格柵結(jié)構（AGS）的溫度和固化程度，羅輯等［8］考察了不同尺寸硅橡膠模具對成型過程溫度及預浸料層間內(nèi)部樹脂壓力的影響，劉鈞等［9］通過軟模膨脹成型制備了力學性能優(yōu)異的復合材料承力管，黃其忠等［10］對軟模成型工藝過程進行了仿真，研究了軟模間隙等對成型過程參數(shù)的影響，張艷芳等［11］說明了軟模成型復合材料制件的原理及工藝特點，郭鴻俊等［12］研究了軟模成型膨脹壓力的設計及固化工藝的優(yōu)化。

目前對復合材料軟模成型工藝的研究主要集中在軟模硅橡膠模具設計及復合材料成型過程參數(shù)控制，對軟模成型中芯模使用的關鍵材料硅橡膠的熱物性評價及改性研究較少，當前復合材料軟模成型制品仍然存在穩(wěn)定性及尺寸精度較差的問題，限制了軟模成型工藝應用。隨著我國新一代運載火箭及新型武器型號對小型化、輕質(zhì)化、高強度、長壽命、機動性、穩(wěn)定性需求的逐步提升，對復合材料結(jié)構的精度及質(zhì)量提出了更高要求，開展硅橡膠的性能研究至關重要［2-5］。本工作以國內(nèi)外三種常用的熱膨脹硅橡膠為研究對象，比較其流變、密實、耐熱、力學、熱膨脹及彈性性能，同時以低膨脹性二氧化硅為改性填料，考察改性填料粒徑、用量對硅橡膠力學、耐熱、熱膨脹及彈性性能的影響。

1 實驗材料與方法

1.1 主要原材料及儀器

硅橡膠Ⅰ（R-10301），中藍晨光化工研究設計院；硅橡膠Ⅱ（Aircast 3700），美國Airtech 公司；硅橡膠Ⅲ（R-10301G），中藍晨光化工研究設計院；沉淀法SiO2（HGH400，粒徑38 μm），浙江華能硅微粉有限公司；氣相法SiO2（Aerosil 200，粒徑12 nm），贏創(chuàng)德固賽公司。

1.2 樣品制備

硅橡膠原材料為雙組分硫化硅橡膠，由A，B 兩種組分組成，其中A 組分中主要由乙烯基硅膠、鉑系催化劑、抑制劑、填料等組成，B 組分主要由含氫硅油交聯(lián)劑、乙烯基硅油、填料等組成。按實驗配方稱取A，B 組分，在共混容器中依次加入A 組分、B 組分，用行星攪拌器將硅橡膠混合物混合均勻，行星攪拌器轉(zhuǎn)速為300 r/min，將攪拌均勻的硅橡膠放入真空釜，抽真空至真空釜的氣壓小于0.002 MPa，抽真空排氣后，制得硅橡膠共混樣品，共混膠液澆注固化得到不同尺寸硅橡膠試樣。

硅橡膠熱物改性：將二氧化硅放入100 ℃烘箱，保溫2 h 后取出。二氧化硅在硅橡膠ⅠA 組分中分級-復合方法：依次將定量的二氧化硅填料加入硅橡膠的A組分中，使用行星攪拌器將硅橡膠混合物混合均勻，行星攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300 r/min，完成硅橡膠基膠A組分與填料的復合。二氧化硅在硅橡膠中分散：按照實驗配方稱取B 組分，加入到A 組分與填料混合膠中，按照上述步驟完成硅橡膠的共混及排泡，二氧化硅按照粒徑可分為納米級與微米級，填充份數(shù)以A 組分質(zhì)量占比為基準，共混后的硅橡膠命名如表1 所示，制得硅橡膠共混樣品，進行流變性能表征，共混硅橡膠澆注固化制備不同尺寸樣品，進行力學性能、熱膨脹性能、彈性性能及熱穩(wěn)定性分析。

1.3 實驗測試

1.3.1 流變性能

使用MCR102e 流變儀，采用平行鋼板夾具，頻率為10 r/min，振蕩頻率掃描應變?yōu)?.1%，測試液體硅橡膠室溫下的黏度變化及流變性能［13］。

1.3.2 微觀形態(tài)

其中，紅色的點表示不滿足約束和任務要求的目標，由密集的點可以看出加速度a在開始階段變動幅度較大，但逐漸趨于平穩(wěn)。在滿足機械手的任務要求的前提下，優(yōu)化到第501步時，a值達到最優(yōu)，即圖中綠色的點。優(yōu)化前后各參數(shù)如下表1所示。

使用HG-3401TU 顯微鏡，測試不同條件下硅橡膠的內(nèi)部質(zhì)量及微觀形態(tài)。

1.3.3 力學性能

使用AI-7000S 力學性能試驗機，按GB/T528—2009 裁切I型啞鈴型試樣，測試熱膨脹硅橡膠的拉伸強度及斷裂伸長率，按GB/T 529—2008 裁切直角型試樣，測試熱膨脹硅橡膠的撕裂強度。使用邵氏硬度計按GB/T531.1—2009，測試熱膨脹硅橡膠的邵氏A硬度。

1.3.4 熱穩(wěn)定及線膨脹系數(shù)性能

使用STA 449F3 熱失重分析儀，在空氣環(huán)境下，采用10 ℃/min 升溫速率，測試熱膨脹硅橡膠的熱穩(wěn)定性。使用中溫膨脹儀，測試室溫～200 ℃下熱膨脹硅橡膠的平均線膨脹系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

熱膨脹硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ屬于雙組分室溫硫化硅橡膠，制備模具的步驟依次為組分共混、抽真空脫泡、澆注模具。硅橡膠交聯(lián)固化過程中流動性變化對制模時間影響很大，流動性差會導致硅橡膠混合均勻性差、制品氣孔多等缺陷。硅橡膠是在復合材料固化成型溫度下使用，其耐熱穩(wěn)定性是保證軟模成型工藝的關鍵。硅橡膠模具反復脫模易造成軟模損壞，力學性能的優(yōu)劣決定了軟模的使用壽命。復合材料軟模成型工藝主要通過硅橡膠的受熱膨脹加壓特性來實現(xiàn)復合材料的加壓固化，硅橡膠的線膨脹系數(shù)及彈性模量為軟模工藝設計的關鍵參數(shù)。硅橡膠模具的質(zhì)量及性能評價對復合材料軟模成型制品質(zhì)量至關重要，本工作通過對三種硅橡膠進行性能評價，篩選出適合軟模成型工藝的硅橡膠，同時對填料改性的硅橡膠性能表征，驗證硅橡膠改性效果。

2.1 硅橡膠交聯(lián)固化過程流變性能對比

膠料共混后會發(fā)生硅橡膠高分子鏈的化學交聯(lián)與物理交聯(lián)，隨反應的進行硅橡膠黏度逐漸升高，膠料混合、抽真空排泡及模型澆注過程需要一定的操作時間，黏度增加過快會導致澆注后的模型內(nèi)部存在大量氣孔，影響硅橡膠的制模質(zhì)量。

雙組分硅橡膠共混后硅橡膠黏度變化如圖1（a）所示，硅橡膠反應初期黏度隨時間的延長而緩慢增加，隨反應的進行硅橡膠黏度迅速增加，對比三種硅橡膠黏度變化可知，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的黏度增加逐步加快，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ具備流動性的時間逐漸減少。隨著硅橡膠加成反應的進行會發(fā)生交聯(lián)固化，G′和G″隨反應時間的變化如圖1（b）所示，G′為儲能模量，為形變能力中彈性部分；G″為損耗模量，為形變能力中的黏性部分。反應的起始階段G′小于G″，表明此時體系的交聯(lián)點很少，體系處于液體狀態(tài)。隨反應的進行，G′及G″隨時間逐步變大，硅橡膠的交聯(lián)逐漸增多，交聯(lián)程度逐漸增加，G′＜G″時硅橡膠狀態(tài)為以黏性為主的流體，G′＞G″時硅橡膠狀態(tài)為以彈性為主的凝膠體，G′=G″時硅橡膠狀態(tài)的黏性和彈性相等，為溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變點。分析可知，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ達到溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變點的時間比硅橡膠Ⅲ長，說明硅橡膠Ⅰ，Ⅱ組分共混后具備流動性的時間比硅橡膠Ⅲ長，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ流動性優(yōu)于硅橡膠Ⅲ，制模的周期更長，利于熱膨脹硅橡膠制模工藝。

圖1 硅橡膠流變特性分析 （a）黏度曲線；（b）G′與 G″曲線Fig.1 Rheological analysis of silicone rubber （a）viscosity curves；（b）G′ and G″ curves

2.2 硅橡膠熱穩(wěn)定性對比

硅橡膠軟模在復合材料成型溫度下使用，硅橡膠的熱穩(wěn)定性應高于復合材料成型溫度。硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ均為雙組分加成型硅橡膠，主鏈以Si—O 鍵組成，Si—O 的鍵能較高，因此硅橡膠具有良好的耐熱性能。積分程序分解溫度（TIPD）與材料內(nèi)部不穩(wěn)定組分密切相關，常用于評價材料的內(nèi)部熱穩(wěn)定性，TIPD越高，材料的熱穩(wěn)定性越高，TIPD可用式（1）～（4）計算。硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ熱重曲線如圖2 所示，熱分解溫度如表2 所示，硅橡膠質(zhì)量損失5%，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ溫度（T5%）分別為391.1，403.3，409.5 ℃；硅橡膠質(zhì)量損失10%，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ溫度（T10%）分別為429.6，443.3，459.0 ℃；硅橡膠質(zhì)量損失30%，硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ溫度（T30%）分別為513.6，534.8，581.5 ℃；硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ積分程序分解溫度分別為480.7，485.7，537.6 ℃，在質(zhì)量損失較小時，三種硅橡膠分解溫度相差較小，隨著溫度繼續(xù)升高，硅橡膠Ⅲ的熱穩(wěn)定性優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，硅橡膠Ⅲ的TIPD比硅橡膠Ⅰ高約11.8%。熱膨脹硅橡膠主要用于樹脂基復合材料軟膜成型，基體材料主要為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬樹脂等，固化溫度均低于250 ℃，因此硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ均能很好滿足軟膜成型溫度要求。

圖2 三種硅橡膠的TG 與DTG 曲線Fig.2 TG and DTG curves of three kinds of silicone rubber

表2 三種硅橡膠的熱分解溫度Table 2 Thermal decomposition temperature of three kinds of silicone rubber

式中：TA為物質(zhì)完全分解的假設溫度；Ti為實驗起始溫度；Tf為實驗終止溫度；A*，K*計算如圖3 所示；SOXECY為圖3 中O，X，E，C，Y圍起來的面積；SOXNY為圖3 中O，X，N，Y圍起來的面積；SFBCY為圖3 中F，B，C，Y圍起來的面積；SFBDY為圖3 中F，B，D，Y圍起來的面積。

圖3 求取A*，K*所需的區(qū)域示意圖Fig.3 Schematic representation of demand for A* and K*

2.3 硅橡膠受熱膨脹加壓性能對比

硅橡膠的線膨脹系數(shù)如圖4（a）所示，在室溫～200 ℃溫度范圍內(nèi)，硅橡膠Ⅰ平均線膨脹系數(shù)為254×10-6℃-1，硅橡膠Ⅱ平均線膨脹系數(shù)為239×10-6℃-1，硅橡膠Ⅲ平均線膨脹系數(shù)為232×10-6℃-1。隨著溫度的升高，硅橡膠平均線膨脹系數(shù)未見明顯波動，硅橡膠Ⅰ的平均線膨脹系數(shù)最高，是硅橡膠Ⅱ的1.06 倍、是硅橡膠Ⅲ的1.09 倍，在受熱后硅橡膠Ⅰ軟模具有最大的膨脹量。彈性模量是衡量材料抵抗彈性變形能力大小，硅橡膠彈性模量變化如圖4（b）所示，硅橡膠Ⅰ彈性模量范圍為2.40～2.88 MPa，硅橡膠Ⅱ彈性模量范圍為3.37～5.07 MPa，硅橡膠Ⅲ彈性模量范圍為4.07～4.76 MPa。硅橡膠Ⅰ的彈性模量最低，在同等體積壓縮變形量下，軟模產(chǎn)生的壓力越小。高溫下軟模產(chǎn)生的附加壓力決定了復合材料構件的質(zhì)量，附加壓力與硅橡膠軟模的線膨脹系數(shù)及彈性模量成正比，不同樹脂體系的復合材料所需附加壓力的溫度、壓力值不同，采購的硅橡膠材料只具有單一的線膨脹系數(shù)與彈性模量，難以滿足不同樹脂體系的復合材料成型需求，對硅橡膠的膨脹性能進行改性，可實現(xiàn)復合材料軟模成型工藝多體系應用。

圖4 三種硅橡膠線膨脹系數(shù)（a）及彈性模量（b）Fig.4 Linear expansion coefficient（a） and elastic modulus（b） of three kinds of silicone rubber

2.4 填料種類和用量對硅橡膠性能影響

填料SiO2由硅和氧原子組成，硅原子連接四個氧原子，氧原子連接兩個硅原子，組成硅氧四面體。SiO2常用于增強材料填充到硅橡膠中，在硅橡膠基體內(nèi)形成與硅橡膠聚合物分子鏈的纏結(jié)交聯(lián)，改善硅橡膠基體的性能，本工作通過分級-復合-分散填充不同粒徑的SiO2調(diào)節(jié)硅橡膠Ⅰ的力學性能、熱膨脹性能及熱穩(wěn)定性［14-17］，納米填料比表面積高，增稠效果明顯高于微米填料，導致納米SiO2填充量遠低于微米SiO2，硅橡膠Ⅰ微米填料最大填充份數(shù)為60 phr，納米填料最大填充份數(shù)為2 phr。

2.4.1 填料對硅橡膠流變特性影響

增加填料的硅橡膠共混后黏度變化如圖5（a）所示，隨微米級填料HGH400 用量的增加，硅橡膠黏度增加的速度先減緩后增快，隨納米級填料Aerosil 用量的增加，硅橡膠黏度增加的速度逐漸加快，硅橡膠Ⅰ-N-3黏度增加得最快，硅橡膠ⅠA組分與3 phr Aerosil混合后膠料狀態(tài)如圖6 所示，黏度增加非常明顯，操作困難，主要是由于SiO2在硅橡膠分散后，不同粒子間通過表面的硅羥基產(chǎn)生的氫鍵作用形成網(wǎng)絡結(jié)構，使得體系的黏度增加。增加填料的硅橡膠共混后G′和G″隨反應時間的變化如圖5（b）所示，硅橡膠Ⅰ溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變時間為180 min，硅橡膠Ⅰ-M-60 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變時間為195 min，硅橡膠Ⅰ-N-2 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變時間為150 min，硅橡膠Ⅰ-N-3 溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變時間為76 min。隨著氣相法SiO2的增加，硅橡膠凝膠時間縮短，主要由于形成了硅橡膠-填料交聯(lián)網(wǎng)絡，填料對空間交聯(lián)網(wǎng)絡節(jié)點起到了促進作用，使得硅橡膠的交聯(lián)反應速度加快。沉淀法SiO2使得硅橡膠凝膠時間延長，可能由于填料表面有較多的羥基，羥基的相互作用會使得硅醇基團增多，硅醇基團與含氫硅油交聯(lián)劑活潑氫反應，導致主反應受影響，交聯(lián)固化速率降低。綜合兩種填料對硅橡膠黏度及凝膠時間的影響，氣相法SiO2對硅橡膠黏度及固化交聯(lián)速率影響較大，共混膠料黏度較大，難以流平，反應較快，操作時間窗口較小，不適合作為熱膨脹硅橡膠Ⅰ的改性填料。沉淀法SiO2的增加對硅橡膠的黏度及固化交聯(lián)速率影響較小，更適合作為熱膨脹硅橡膠Ⅰ的改性填料。

圖5 填料對硅橡膠流變特性影響分析 （a）黏度曲線；（b）G′與G″曲線Fig.5 Effect of fillers on rheological properties of silicone rubber （a）viscosity curves 線；（b）G′ and G″ curves

圖6 硅橡膠A 組分與3 phr 納米SiO2共混后狀態(tài)Fig.6 Silicone rubber state of component A filled with 3 phr nano-SiO2

2.4.2 填料對硅橡膠受熱膨脹加壓性能的影響

圖7（a）是硅橡膠在不同填料份數(shù)下的線膨脹系數(shù)，硅橡膠的線膨脹系數(shù)與填料填充量相關，隨著填料的增加，硅橡膠線膨脹系數(shù)呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。硅橡膠復合材料熱膨脹系數(shù)與各相熱膨脹系數(shù)相關，SiO2是一種熱膨脹系數(shù)較低的無機材料（約3×10-6～5×10-6℃-1），線性尺寸穩(wěn)定性保持良好，隨著低膨脹系數(shù)填料SiO2的增加，硅橡膠復合材料膨脹系數(shù)降低，基本符合復合材料混合定律。硅橡膠彈性模量與填料填充量的關系如圖7（b）所示，純硅橡膠Ⅰ彈性模量為2.4 MPa，隨著填料添加量的增加，硅橡膠室溫彈性模量逐漸增加。SiO2為剛性無機粒子，在硅橡膠中填充后會與硅橡膠分子鏈發(fā)生纏結(jié)，阻礙基體硅膠的變形，隨填料的增加，對基體活動的限制越多，導致硅橡膠彈性模量不斷增加。

圖7 填料用量對SR/SiO2線膨脹系數(shù)（a）及彈性模量（b）的影響Fig.7 Effect of filler amount on linear expansion coefficient（a） and elastic modulus（b） of SR/SiO2

SiO2填充量小于30 phr，隨著填料的增加，硅橡膠線膨脹系數(shù)明顯降低，SiO2填充量大于30 phr 以后，硅橡膠的線膨脹系數(shù)降低趨勢減緩。SiO2在硅橡膠中分散狀態(tài)的掃描電鏡照片如圖8 所示，填料填充量在30 phr 時，填料間距離較大，填料填充量在40 phr 時，填料緊密相連。SiO2填充量小于30 phr 時，硅橡膠內(nèi)部未形成有效的填料網(wǎng)絡，低膨脹系數(shù)填料的引入必然降低整體線膨脹系數(shù)，同時填料與硅橡膠分子鏈纏結(jié)作用力也使得硅橡膠基體膨脹系數(shù)降低。當SiO2填充量大于30 phr 時，硅橡膠內(nèi)部形成填料網(wǎng)絡，填料間距變小，填料對硅橡膠分子鏈的影響減弱，硅橡膠基體膨脹系數(shù)增加，導致硅橡膠復合材料膨脹系數(shù)降低速率減小。SiO2填充量小于30 phr，未形成填料網(wǎng)絡結(jié)構，隨著填料的增加，硅橡膠彈性模量緩慢增加。SiO2填充量大于30 phr，隨填料的增加，填料網(wǎng)絡結(jié)構越完善，硅橡膠彈性模量快速增加。當微米SiO2填充份數(shù)為60 phr 時，硅橡膠線膨脹系數(shù)降低約22%，彈性模量提高約96%，表明在硅橡膠基體中加入微米SiO2填料，能大幅改變硅橡膠的膨脹性能，可用于調(diào)節(jié)硅橡膠的線膨脹系數(shù)與彈性模量，定向改善與復合材料的加壓匹配性，實現(xiàn)復合材料軟模成型工藝優(yōu)化。

圖8 SiO2在硅橡膠中的分散狀態(tài)的掃描電鏡照片 （a）30 phr；（b）40 phrFig.8 SEM images of SiO2 dispersed in silicone rubber （a）30 phr；（b）40 phr

2.4.3 填料對硅橡膠熱穩(wěn)定性能的影響

填料用量對硅橡膠熱重（TG）曲線及微商熱重分析（DTG）曲線的影響如圖9 所示。硅橡膠在溫度低于300 ℃，無明顯熱失重現(xiàn)象。熱重數(shù)據(jù)見表3，分別列出了熱失重5% 的溫度T5%，熱失重10% 的溫度T10%，熱失重40%的溫度T40%，填充填料的硅橡膠復合材料熱分解溫度均高于純SR，隨著填料用量的增加，硅橡膠復合材料的熱分解溫度呈現(xiàn)上升態(tài)勢，由于無機粒子的比熱容高于SR，在高溫下復合材料吸收熱量更多，同時填料與硅橡膠分子鏈之間會形成較多物理或化學交聯(lián)點，分子間作用力的引入降低了硅橡膠基體發(fā)生分子鏈斷裂的概率，進而提高了硅橡膠的熱穩(wěn)定性，因此填料的加入會提高硅橡膠的熱穩(wěn)定性。

圖9 不同填料份數(shù)的SR/SiO2的TG（a）與DTG（b）曲線Fig.9 TG（a） and DTG（b） curves of SR/SiO2 with different fillers

表3 不同填料份數(shù)的SR/SiO2熱分解溫度Table 3 Thermal decomposition temperatures of SR/SiO2 with different fillers

3 結(jié)論

（1）對比熱膨脹硅橡膠Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的各項性能，三種硅橡膠熱穩(wěn)定性能均很優(yōu)異，線膨脹系數(shù)及彈性模量比較穩(wěn)定。硅橡膠Ⅰ組分混合后黏度增加及交聯(lián)過程較慢，硅橡膠制模工藝窗口寬，適合進行硅橡膠熱物性能改性研究。

（2）分別采用納米二氧化硅及微米二氧化硅對熱膨脹硅橡膠Ⅰ進行填充，其中納米二氧化硅因比表面積大在硅橡膠中的填充量較小，納米二氧化硅填充量最大為2 phr，微米二氧化硅填充量最大為60 phr。

（3）對比二氧化硅填料種類及用量對熱膨脹硅橡膠Ⅰ性能的影響，填料的增加對熱膨脹硅橡膠熱穩(wěn)定性影響較小，微米二氧化硅對硅橡膠膨脹加壓性能影響較大，當微米二氧化硅填充份數(shù)為60 phr 時，線膨脹系數(shù)降低約22%，彈性模量提高約96%。

（4）通過調(diào)節(jié)微米二氧化硅的填充量可實現(xiàn)硅橡膠的熱膨脹性能的定向及定量調(diào)節(jié)，為熱膨脹硅橡膠的評價及熱物改性設計提供參考。