基于TRIZ创新理论的等钢烧结复合新型材料研究
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TRIZ创新理论由苏联科学家根里奇・阿奇舒勒（Genrich.S.Altshuller）提出，最初是从二十万份专利中取出符合要求的四万份作为各种发明问题的最有效的解。从这些最有效的解中抽象出了TRIZ解决发明问题的基本方法，这些方法又可以普遍的适用于新出现的发明问题，协助人们获得这些发明问题的最有效的解。
现在，国际上已经对超过250万项出色的专利进行过研究，并大大充实了TRIZ的理论和方法体系。TRIZ最大的优点在于将矛盾与冲突点转化为利益点，并归纳问题解决的有效方法，以及系统进化的原则，以快速地解决问题；在解决问题期间，也运用了系统结构与转移、问题确定技巧、问题抽象化技巧、想象等知识，使研发人员能够做过程改善与问题解决的工作。为我们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
阿勒舒奇所提出的“发明问题解决理论”，强调通过发明来解决实际问题，实现发明的实用化，这符合创新的基本定义。因此阿奇舒勒所说的“发明”基本上与创新是同义的。
实践表明，运用TRIZ创新理论，能够帮助我们突破思维定势，从不同角度分析问题，进行理性的逻辑思维；帮助人们系统地分析问题，揭示问题的本质，确定问题的进一步探索方向，最终抓住一切机会来彻底解决问题；能根据技术进化规律，预测未来发展趋势，开发出富有竞争力的创新产品。
TRIZ创新理论的核心思想
阿奇舒勒发现：技术系统进化过程不是随机的，而是有客观规律可以遵循，这种规律在不同领域反复出现。他提出了在解决发明问题的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现；用来彻底而不是折中解决技术矛盾的创新原来与方法，其数量并不多，一般科技人员都可以、掌握；解决本领域技术问题的最有效的原理与方法，往往来自其他领域的科学知识等观点。
TRIZ创新理论的组成体系极为庞杂，包括40个发明原理、76个标准解、技术系统进化趋势、阿奇舒勒矛盾矩阵以及ARIZ等重要原理和方法。对于TRIZ创新理论的精髓，Toru Nakagawa根据多年的分析，舍弃TRIZ创新理论中纯粹经过经验归纳总结而成的参数、模型等具体内容，进行了如下解释：“技术系统是在几乎不引入外部资源的条件下，通过克服冲突的方式朝着提高理想度的方向实现其进化的。对于创造性问题的解决，TRIZ创新理论提供了一种辩证的思考方式，即：将问题当作一个系统加以理解，首先设想其理想解，然后设法解决相关矛盾。”
Toru Nakagawa的解释明确指出了TRIZ创新理论的三大核心概念，即：资源、矛盾和理想度。从该解释我们不难看出，TRIZ创新理论的精髓在于它建立了一个独特的思想体系，提出了以矛盾解决为核心，通过对自身资源的利用过渡到理想度方向的创新观。
下面，我们针对具体的复合材料创新发明的案例，运用TRIZ创新原理的技术矛盾矩阵进行过程分析和实践的介绍。
技术矛盾指技术系统中两个参数之间存在着相互制约，简要地说，是在提高技术系统的某一个参数（特性、子系统）时，导致了另一个参数（特性、子系统）的恶化而产生的矛盾。我们把实际问题转化为技术矛盾之后，利用矛盾矩阵，可以得到推荐的创新原理。以这些创新原理作为启发，就容易找到针对实际问题的一些可行方案。
技术矛盾的解题过程是：先将一个用通俗语言描述的待解决的具体问题，转化为利用39个通用工程参数（TRIZ术语）描述的技术矛盾――所谓标准的“问题模型”。然后，针对这种类型的问题模型，进一步利用解题工具――矛盾矩阵，找到针对问题的创新原理。依据这些创新原理，人们受到启发，经过演绎与具体化，最终找到解决具体的实际问题的一些可行方案。
1.应用背景
过程控制的工业生产领域中，输送各种介质的管线在生产工艺中比较常见，由于生产过程中，各种介质的物理特性不同，例如，输送过热蒸汽的管线，进行支撑管道的管托与支座，不仅承受纵向的静压荷载，同时，生产过程中，由于输送压力，温度等参数变化，使得管道产生横向推力，特别是，新开工试车或停机检修后的重新开车时，管道由空载到满负荷瞬间产生巨大的横向推力，虽然在管线设计中，主要由膨胀节吸收横向推力，但是，主要起支撑作用的管托和支座也承受同样的瞬间作用力，怎样既保证管托和管道支座纵向支撑作用的稳定性，又能防止横向推力对其造成的损坏呢？
2.问题描述
为了保障工业生产过程中，管道的有效支撑，同时防止瞬间推力造成的管托和支座的损坏，需要借助其他手段何方法解决此问题，我们可以考虑运用TRIZ创新原理，来分析何解决此问题。
3.问题分析
通过分析，我们发现问题的关键在于解决支座底部与地面支撑工作面，是否通过滚动或滑动摩擦等形式使横向推力传导到管路设计中的膨胀节上。
通过运用TRIZ创新原理中技术矛盾分析，根据TRIZ创新理论中的第四十个原理：复合材料原理。我们考虑选取一种既能够承受管线较大的设计载荷，同时在发生横向推力时，所选用的材料，与地面支撑接触面在瞬间可产生滚动或滑动摩擦，解决此技术矛盾。
具体选材和试验过程中，我们进行了复合材料分析和筛选，同时进行了一些针对性地试验。总结起来，可以概括出以下三种形式：
（1）高强度聚四氟乙烯金属复合板
复合板包括金属网板以及底层镶嵌在金属网中的聚四氟乙烯板，形成与金属板结合牢固的高强度聚四氟乙烯金属复合板；制造方法为把聚四氟乙烯板与金属网板安装在模具中，加热，使聚四氟乙烯板底层变形并镶嵌入网孔中，制成复合板；或者是在金属网板表面多次喷涂或刷涂聚四氟乙烯乳液，烘干，烧结制成复合板。本发明避免了现有聚四氟乙烯制品膨胀系数大和固有的冷流性的致命缺点，防止该制品热加工后温度下降而收缩、薄弱部位被拉裂；更好地保证了产品尺寸稳定，从而提高了产品的质量和使用寿命，使该制品可以制造大型容器或承受较大外力的工作。
（2）金属塑料复合自材料
金属与塑料结合牢固、结构紧凑、机械强度高、摩擦系数低且耐磨性能好的金属塑料复合自材料。由金属层、塑料结合层和塑料工作层组成，塑料结合层通过分子的化学键将金属层与塑料工作层结合在一起；塑料工作层的一部分在金属层的凹坑中镶嵌。
在金属与塑料的工作层间添加一层塑料结合层，进一步提高了金属与塑料的结合强度，具有良好耐热性和抗化学性腐蚀、对环境无污染、噪音低且节能，金属塑料复合自材料成分中采用石墨、二硫化钼和三氧化二铝添加到塑料工作层中，是的复合材料进一步提升其摩擦学性能，具有更好的机械性能，耐压缩抗蠕变，热传导性好。具体形式如图2所示：
（3）等钢烧结聚四氟乙烯
在钢板表面粘接上一层聚四氟乙烯，粘接的方法有很多种，等钢烧结是其中的方法之一，具体工艺就是用等温等压的办法通过其他材料的过渡把聚四氟乙烯烧结在钢板表面。
以前传统的连接方式是钢板表面、聚四氟乙烯表面都是平面，平面对平面的连接由四氟的特性（与绝大多数材料的粘接性能都不好）决定了抗撕裂强度很低。现在用的方式是通过机械方法在钢板表面加工盲孔，然后通过等温等压烧结把聚四氟乙烯粉料烧结在钢板表面。该工艺的优点是：第一，加大了接触面积，单位面积的黏结力变大。第二，把一部分撕裂的横向力转化成对聚四氟乙烯自身的剪切力，增加了抗撕裂强度。
新的做法是：将聚四氟乙烯覆在钢板上，加热后加入过渡剂，然后烧结成型，最终聚四氟乙烯牢靠的粘接在钢板上。本技术的关键是在烧结前加入过渡剂，过渡剂与聚四氟乙烯和钢材在烧结时都能产生可靠的黏结强度，这样就把钢板与聚四氟乙烯黏结在一起了。并且创新性的在钢板上均布工艺孔，这样可以让聚四氟乙烯嵌入在钢板中，增加两者的结合强度。
结论
通过对TRIZ创新理论概念和特征，以及其在进行创新发明过程中的实际分析应用，我们可以比较清晰和快速的寻找到解决工业过程控制中，输送各种介质的管线支座和管托在实际生产运行中，径向支撑力和横向推力两个矛盾的物理量的平衡关系，并通过按照分析结论进行复合材料的实验设计，可以找到解决此问题的较好的解决方案，进而，对于TRIZ在保冷管托、隔热支座、可调式管托等各种形式的相关产品的设计和革新也具有较好的指导意义。