东华大学，作为教育部直属的重点高校，凭借其在“211工程”及“双一流”。科研硕果广泛渗透于生命健康、高端装备制造、航空航天、大型建筑项目以及能源与环境等诸多关键领域，为诸如“天宫”系列空间站、“天舟”货运飞船、“北斗”导航系统、“天通”通信卫星以及“嫦娥”探月工程等国家级重大项目提供了不可或缺的技术支撑，展现出强大的科研实力和社会担当。
在科研的前沿阵地，东华大学勇于探索未知，积极研发新技术、新工艺，其中复合材料冻干技术尤为引人注目，成为其众多科研成果中的一颗璀璨明珠。下面将深入解析这一前沿技术的工艺精髓：
一、预处理：奠定冻干品质基石
在复合材料进入冻干程序之前，关键的预处理环节不可或缺。首先是配方的精细优化，通过精准的成分调配，确保复合材料中的各种成分能够均匀、稳定地分散，为后续冻干过程中的均匀性奠定基础。接着，根据材料特性和实验需求，将其加工成适宜冻干的形态，如溶液、悬浮液或凝胶等。在此过程中，对物料的浓度、酸碱度等关键参数进行严格把控，因为这些参数犹如基石，直接关系到冻干产品最终的质量与性能表现。特别是在生物医用复合材料的制备中，生物活性成分与基质材料的比例需要精确到微毫，这不仅是保证材料生物相容性的关键，更是确保其能够在复杂的人体生理环境中发挥预期功能的核心要素。
二、冷冻：微观结构的守护者
采用先进的速冻技术，如借助液氮的超低温快速冷却或者利用低温冰箱的高效制冷能力，将物料的温度在极短时间内降至共晶点以下。这一快速冷冻过程犹如一场微观世界的“速冻魔法”，使得物料中的水分迅速凝结成微小且均匀分布的冰晶。这种均匀细小的冰晶结构能够最大程度地减少在冷冻过程中对材料微观结构造成的机械损伤，从而确保材料在冻干后的性能不受影响。然而，由于复合材料的成分复杂多样，不同成分组合的共晶点温度存在显著差异。为了精准确定这一关键温度点，东华大学的科研团队运用差示扫描量热法（DSC）等高精度的热分析技术，通过精确测量和数据分析，为每一种复合材料量身定制最适宜的冷冻温度程序，确保冷冻过程的科学性和精准性。
三、真空升华干燥：升华之舞，精准掌控
当物料完成冷冻后，随即进入真空升华干燥这一关键阶段。将冷冻后的物料迅速而精准地转移至高度密封的真空系统中，在真空度维持在几十帕至几百帕的高真空环境下，开启缓慢而精准的升温过程。此时，物料中的冰晶如同翩翩起舞的精灵，逐渐升华成水蒸气。在这个微妙的升华过程中，温度与真空度的精确控制成为成败的关键。如果温度过高，物料可能会因受热而软化变形，导致其物理结构和性能遭到破坏；反之，若真空度不足，升华速率将会大打折扣，干燥效果也会不尽如人意。为了应对这一挑战，东华大学的科研团队采用了先进的加热技术，如加热板均匀加热或者辐射加热方式，确保为冰晶升华提供稳定且适宜的热量。同时，配备高性能的真空泵持续稳定地抽走升华产生的水蒸气，维持真空环境的稳定，保障升华干燥过程的高效进行。
四、解析干燥：含水率的终极挑战
经过真空升华干燥后，物料中仍然会残留少量顽固的结合水。为了将材料的含水量降至最低限度，达到理想的干燥状态，解析干燥阶段应运而生。在这一阶段，温度会适度升高，但始终严格控制在材料的热分解温度以下，一般将温度提升至20-40℃的范围，并持续数小时的精细干燥过程。通过这种温和而持久的干燥方式，逐步将材料中残留的结合水彻底去除，直至材料的含水率达到预期的高标准要求。至此，复合材料历经重重考验，完成了从原始状态到干燥、疏松、多孔且性能卓越的华丽转变，成为具备广泛应用前景的优质制品。
LGJ-12A实验型冻干机正是基于上述这套先进、精密且复杂的技术工艺精心设计制造而成。它宛如一位忠实而强大的科研伙伴，为东华大学在复合材料冻干技术的深入研究中提供了坚实有力的硬件支持和技术保障。
