真空辅助浸渍技术可系统性地消除多孔材料固有的结构缺陷，从而制造出更优越的复合材料。通过利用负压，该技术能够主动排出困在 3D 激光诱导石墨烯 (LIG) 复杂微孔中的空气，并将环氧树脂或弹性体等聚合物基体强制注入骨架最深处。
核心见解：该方法的基本优势在于将涂层表面转化为统一的结构块。通过压力差用固体聚合物基体取代空隙空间，即可实现机械互锁，这是标准浸渍或表面涂层无法复制的。
浸润的力学原理
克服表面张力和孔隙几何形状
标准浸渍方法在很大程度上依赖于毛细作用，而毛细作用在面对 3D LIG 复杂的、曲折的孔隙结构时常常失效。
真空辅助浸渍技术通过产生压力差绕过了这一限制。这种力将粘性聚合物溶液物理地驱动到微孔中，确保树脂能够到达仅靠重力或毛细作用无法到达的区域。
完全排出空气
复合材料完整性的主要敌人是捕获的气体。LIG 骨架在其多孔结构中自然会吸附空气。
在聚合物固化之前，施加真空可以有效地去除这些空气。这与先进铸造中看到的减少缺陷的原理相似，在先进铸造中，去除吸附气体对于防止作为应力集中点的内部空隙至关重要。
结构和性能的提升
实现紧密接触
为了使复合材料有效发挥作用，增强材料（石墨烯）和基体（聚合物）必须作为一个整体协同工作。
真空浸渍确保了这两个相之间的紧密接触。这创造了一个均匀的内部结构，其中聚合物不仅仅是外壳，而是支撑石墨烯晶格的连续介质。
机械互锁
最重要的结构优势是实现了机械互锁。
由于聚合物在孔隙结构内部硬化，它将石墨烯层牢固地固定在原位。这种增强机制显著提高了最终部件的机械强度，防止在应力下发生分层。
提高导电性
缺陷和空隙会阻碍电子流动。
通过消除内部气隙并确保聚合物在不分离石墨烯网络的情况下对其进行支撑，复合材料能够保持更好的导电通路。与通过简单浸渍制造的复合材料相比，其结果是导电性得到可衡量的改善。
理解权衡
工艺复杂性与性能
虽然真空辅助浸渍技术能带来卓越的材料性能，但它也增加了操作的复杂性。
与简单的浸渍不同，该工艺需要真空室和精确的压力控制。您需要用工艺的简单性和速度来换取最终复合材料的可靠性和密度。
材料兼容性
该技术的成功取决于聚合物的粘度。
如果树脂粘度过高，即使是真空也可能难以完全浸渍最小的微孔。平衡真空水平和特定环氧树脂或弹性体溶液的流动特性至关重要。
为您的目标做出正确选择
要确定此制造方法是否符合您的项目要求，请考虑您的具体性能指标。
- 如果您的主要关注点是机械耐久性：使用真空辅助浸渍技术，最大限度地提高基体和石墨烯之间的机械互锁，确保复合材料能够承受物理应力。
- 如果您的主要关注点是电气稳定性：依靠此方法消除破坏导电性并导致电气性能不稳定的内部空隙。
- 如果您的主要关注点是快速原型制作：请注意，与标准浸渍相比，此工艺会增加时间和设备开销，对于非关键的概念验证来说可能过于复杂。
从被动浸渍到主动真空浸渍的转变，是涂覆材料与制造真正的复合材料之间的区别。
总结表：
| 特征 | 标准浸渍 | 真空辅助浸渍 |
|---|---|---|
| 孔隙填充 | 部分（毛细作用） | 完全（压力差） |
| 排气 | 捕获的气体产生空隙 | 主动排出，无缺陷 |
| 界面 | 仅表面涂层 | 深层机械互锁 |
| 导电性 | 受内部间隙干扰 | 优化的电子通路 |
| 机械性能 | 易发生分层 | 高强度和结构完整性 |
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