改善光学性能的优化的纤维形状的制作方法与工艺

本公开一般地涉及复合材料，并且更具体地涉及具有改善的光学性能的纤维增强的复合制品。

背景技术：
由于其卓越的光学性质，玻璃广泛地用作各种应用中的透明物。例如，玻璃通常用作建筑物的上光材料或用作结构材料。玻璃也通常用作交通工具应用中的透明物。不幸地，玻璃是相对致密的材料并且也相对易碎，从而需要相对大的厚度以提供足够的强度，用于当玻璃被物体比如射弹冲击时抗粉碎。试图避免与玻璃相关的重量不利性(penalty)，透明物可由聚合材料制造。例如，透明物可由光学透明的整体聚合物比如丙烯酸类树脂(acrylic)形成，其没有玻璃致密并且其具有合适的光学性质。不幸地，丙烯酸类树脂是相对低强度的材料，使得其通常不适合许多需要高耐冲击性的应用。考虑与玻璃相关的重量不利性和整体聚合物的强度限制，制造商也由玻璃纤维增强的聚合材料制造透明物。玻璃纤维可嵌入有机和/或聚合基体中，以提供改善的强度和耐冲击性。不幸地，添加玻璃纤维至聚合基体可能非期望地影响透明物的光学质量。例如，玻璃纤维可具有圆柱形构造，使得每个玻璃纤维作为小透镜起作用。随着光穿过透明物，多个玻璃纤维的累积作用是光的散射，从而穿过透明物观察的物体可能看上去是模糊的。为了试图避免由于圆柱形玻璃纤维造成的光散射，制造商可制造丝带形状的纤维，其具有细长的横截面，横截面具有大体上平坦的上表面和下表面。在给定层中，这些纤维通常彼此间隔开，导致一些入射光在纤维之间穿过，而不经过纤维。当材料的折射率失配时，对于透明物的光学有不利作用，原因是当波前穿过具有更高折射率的材料时入射光光波更快速的相位超前。光的入射平面波的结果是波前将畸变并且导致光散射和当形成图像时模糊。多层复合板中的积累作用是随着波前穿过增加数量的层的透明物，入射波前将变得逐渐更加畸变。透明物中层的数量越多，波前中光学畸变的量越大，导致更大的光散射和模糊。与平坦的或丝带形纤维相关的进一步缺点是纤维的侧表面可能变圆。不幸地，当纤维的折射率不同于基体的折射率时，圆形侧表面导致光有害的折射波转向，其造成明显的光学畸变。制造商也可制造具有定向为大体上垂直于平坦的上表面和下表面的方形(squared-off)侧表面的纤维。不幸地，当以一定角度观察侧表面时，由于折射和衍射作用，纤维和基体的折射率的不同将导致光学畸变。尽管纤维和基体可选择为在给定的温度下具有大体上匹配的折射率，但是如果纤维和基体具有不同的折射率温度系数，复合制品温度的变化可导致折射率的不同。而且，由于制造期间可在纤维或基体中诱导的剩余应力，纤维和基体的折射率可能不同。可见，本领域需要具有下述纤维构造的透明的复合制品，所述纤维构造在宽温度范围内提供改善的光学性能，即使纤维和基体的折射率不同。

技术实现要素：
本公开具体解决和缓解了与透明的复合制品相关的需要，在一种实施方式中，本公开提供复合制品，其具有制品表面并且其包括至少部分嵌入基体的多个纤维。每个纤维可具有至少一个底表面和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面。纤维可以彼此为并排关系放置。也公开了制造复合制品的方法，其包括步骤：提供多个纤维和形成具有至少一个底表面和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面的纤维。方法可进一步包括放置纤维，使得当沿着正交于层的平面的方向观察时，侧表面彼此重叠。在进一步的实施方式中，公开了可包括至少一个底表面和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面的纤维。该纤维可被嵌入基体。已经讨论的特征、功能和优势可独立地在本公开的各种实施方式中实现或可在其它实施方式中被结合，其进一步细节可参照以下描述和以下附图理解。附图说明在参照附图后，本公开的这些和其它特征将变得更加明显，贯穿附图中相同的数字指相同的部分，其中：图1是在一个实施方式中包括基本上光学透明的基体和多个基本上光学透明的纤维的复合制品的透视图；图2是图1的复合制品的展开透视图，并且图解了多个纤维层；图3是图1复合制品的一部分的放大透视图，并且图解了基体内的纤维层的布置，以及进一步图解定向为与纤维的上表面和下表面为非垂直关系的每一个纤维的侧表面；图4是复合制品实施方式的放大截面图，并且图解具有与上表面和下表面为非垂直关系的侧表面的纤维，并且其中每个层的侧表面紧密靠近紧邻层的侧表面布置，以使侧表面之间的间隙最小化；图5是沿着图4的线5截取的放大局部截面图，并且图解穿过由基体和纤维构成的复合制品的多条光线，以及图解穿过纤维主要部分的光相对于穿过纤维的侧表面的光的光程长度的最小差别；图6是复合制品的放大图，其纤维具有相对于制品表面垂直定向的侧表面并且在侧表面之间具有相对宽的间隙，并且图解由于对穿过侧表面的光线的折射作用而具有不同光程长度的光线；图7是类似于图6图解的复合制品的放大图，并且图解由于光线穿过纤维之间而不通过纤维的相栅作用，其导致穿过纤维的光的相差；图8是复合制品实施方式的截面图，其层排列为一个层中纤维的侧表面之间的间隙偏离邻近层纤维的侧表面之间的间隙；图8A是复合制品的局部截面图，其具有非平坦侧表面形成为彼此互补的纤维；图9是复合制品进一步实施方式的截面图，其包括具有三角横截面并且以交替正立和倒立定向的纤维，并且进一步图解当沿着垂直于层平面的方向观察时，邻近纤维的侧表面彼此重叠；图10A是具有平行四边形横截面形状的纤维的横截面图；图10B是具有梯形横截面形状的纤维的横截面图；图10C是具有三角横截面形状的纤维的横截面图；图10D是具有菱形横截面形状的纤维的横截面图；和图11是制造复合制品的方法中可包括的一个或多个操作的流程图的图解。具体实施方式现参考附图，其中显示是为了图解本公开优选的和各种实施方式的目的，图1和2显示复合制品10的实施方式。复合制品10可制造为纤维增强的复合板14，其包括基体18和嵌入基体18的多个纤维20(图2)。复合制品10可制造为光学透明的复合板14，从而基体18可包括基本上透明的聚合基体18并且纤维20可包括基本上透明的纤维20。尽管图1中图解的为具有平坦板表面16的板14构造，但是复合制品10可形成为各种尺寸、形状和构造的任何一种，而不受限，并且可包括平坦的表面和/或复合曲线表面。有利地，如本文所公开的复合制品10包括具有优化的形状的纤维20，以提高复合制品10的光学性能。更具体地，复合制品10的纤维20包括侧表面28(图3)，其定向为与纤维20的一个或多个底表面22(图3)为非垂直关系。在本公开的背景下，纤维20的底表面22包括纤维20的上表面和/或下表面24、26。例如，简单参考图10A-10B，纤维20图解为具有平行四边形42横截面(图10A)或梯形44横截面(图10B)，其由两个底表面22和两个侧表面28形成。图10A-10B中的底表面22包括上表面24和下表面26。图10C图解三角形46横截面的纤维20，具有底表面22和一对侧表面28。图10D图解在进一步的实施方式中的纤维20，其具有菱形48横截面形状，仅仅具有侧表面28而没有底表面22。应当注意，尽管图10A-10D中显示的纤维20图解为具有相对尖锐的角，但本公开考虑任何构造的纤维20，其角可以是圆的、斜切的、斜面的或以其他方式提供为非尖锐的角。参考图2，显示的是复合制品10的分解图，其图解形成为带并且排列在基体18的层50中的多个纤维20。在一种实施方式中，纤维20可包括一个或多个底表面22，比如图4中图解的纤维20的上表面和下表面24、26。如图2中所显示，纤维20在基体18中可定向为底表面22(例如，上表面和下表面24、26)基本上平行于复合制品10的制品表面12，这可改善复合制品10的光学性能。尽管复合制品10图解为具有3个层50，但是可提供任何数量。而且，尽管图2图解层50的交叉层构造60，其中每个层50中的纤维20相对于邻近的层50的纤维20垂直定向，但层50可布置为单向构造58，如图8中所显示，其中一个层50的纤维20可定向平行于邻近层50的纤维20。而且，给定层50中的纤维20可定向为相对于邻近层50的纤维20为任何角(例如，15°、22.5°、45°、60°、75°等)。参考图3，显示的是部分复合制品10的放大透视图，其图解基体18中纤维20的布置。在图3中可见，每一个纤维20包括上表面和下表面24、26和相对的侧表面28，形成平行四边形42(图10A)横截面。但是，纤维20可形成为可选的形状和构造，其包括图9和10C中图解的三角形46构造，其具有底表面22和定向为彼此非平行关系的一对侧表面28。在进一步的实施方式中，纤维20横截面可包括如图10B图解的梯形44，或如图10D中图解的菱形48横截面形状，并且在下面更详细描述。可认识到，纤维20可提供为宽泛种类的横截面形状并且不限于图中图解的那些。优选地，纤维20具有侧表面28，其相对于底表面22非垂直定向，和/或非垂直于复合制品10的制品表面12定向。参考图4，显示复合制品10的横截面图，其包括纤维20，每个具有定向为与纤维20的上表面和下表面24、26(即，底表面22)为非垂直关系的侧表面28。如所显示，复合制品10的纤维20可以并排布置和彼此相对紧密靠近放置，以最小化邻近纤维20的侧表面28之间的间隙36。通过使侧表面28之间的间隙36最小化，来自穿过纤维20的光相对于穿过纤维20之间的光的相差86(图7)的畸变被最小化。通过与纤维20的底表面22以非垂直关系定向侧表面28并且通过彼此紧密靠近放置邻近的纤维20，由于衍射和折射作用引起的光学畸变和相差86(图7)被最小化。有利地，甚至当纤维20和基体18的折射率在给定温度范围内变化时光学畸变被最小化。而且，由于侧表面28的定向和彼此紧密靠近放置邻近的纤维20的能力，复合制品10的纤维20含量可相对于常规纤维增强的复合材料的纤维20含量增加。纤维20相对紧密靠近并排间隔的作用可包括复合制品10的机械性能的增加而不明显减少光学性能。如图4中可见，具有侧表面28的纤维20可定向为与纤维20的上表面和下表面24、26非垂直关系。以彼此并排布置放置每个层50中的纤维20。在一种实施方式中，纤维20可放置为使邻近的侧表面28之间的间隙36最小化。例如，层50中的纤维20可放置为并排布置，从而当沿着基本上正交于层52的平面方向观察时侧表面28重叠38。在一种实施方式中，邻近布置的纤维20可放置为彼此足够紧密靠近，从而侧表面28之间的间隙36小于纤维厚度30。纤维20的紧密间隔使得可穿过纤维20之间的入射辐射68的量最小化，如下面更详细描述。再次参考图4，显示复合制品10的放大截面图，其图解纤维20的三个层50，其中每个层50的纤维20放置为彼此并排关系并且放置为这样的方式——每个纤维20的侧表面28定向为基本上平行于紧邻纤维20的侧表面28。如上所示，纤维20优选地放置为并排关系，从而在邻近的纤维20的侧表面28之间形成相对小的空隙36。纤维20可放置为使得当沿着正交于由纤维20的层50限定的平面52的方向观察时，侧表面28重叠38。尽管考虑侧表面28的非平行定向，但每一个纤维20的侧表面28可定向为基本上彼此平行，以促使邻近的纤维20彼此紧密靠近放置。在一种实施方式中，纤维20的侧表面28可定向为相对于纤维20的上表面和/或下表面24、26为约10°至170°之间的角θ(图10A)。但是，考虑侧表面28可定向为相对于上表面和下表面24、26小于10°或大于170°的角θ。另外，侧表面28的角θ和/或邻近布置的纤维20的侧表面28的角θ可在层50中的纤维20之间和/或不同层50的纤维20之间或复合制品10的不同部分中不同，作为最小化光学性能减小的方式，所述光学性能减小否则可能在光沿着大体平行于侧表面28的角θ方向定向的条件下出现并且其否则可能导致相栅作用，如下述。纤维20(图4)的紧密靠近可最小化穿过邻近的纤维20之间间隙36(图4)的辐射(例如，光)的量。另外，通过使层50的纤维20之间的间隙36最小化，穿过给定层50(图4)的光72(图5)的光程长度的不同可被最小化。通过使邻近的纤维20之间的间隙36最小化，穿过每个纤维20的主要部分(即，侧表面28之间)的光的光程长度72可基本上类似于穿过层50中的纤维20的一个或多个侧表面28的光的光程长度72，这相对于常规复合材料的纤维20布置产生了最小的光学畸变。仍参考图4，显示纤维20的三个层50，其中最上层50由形成为平行四边形42横截面的纤维20构成。每一个平行四边形42横截面纤维20具有上表面和下表面24、26和基本上彼此平行定向的相对的侧表面28。图4也图解最下层50，其由具有梯形44横截面的纤维20构成。每个梯形44横截面包括上表面和下表面24、26和定向为彼此非平行关系的侧表面28。图4最下层50中的梯形44横截面纤维20可布置为交替正立和倒立定向，从而邻近的纤维20的侧表面28基本上彼此平行。仍参考图4，尽管中间层50中的纤维20可具有不同的横截面形状，但最上层50和最下层50之间的中间层50可由具有类似于最上或最下层50中纤维20的横截面形状的纤维20构成。最上和最下层50之间的中间层50也可相对于最上层50和最下层50中的纤维20的定向垂直定向，如显示的，其中纤维轴34沿着纸张的平面52延伸。但是，中间层50可相对于最上和最下层50中纤维20的定向垂直定向。另外，任何层50中的纤维20可基本上平行于复合制品10的制品表面12定向。例如，图4中纤维20的上表面和下表面24、26图解为基本上平行于制品表面12定向。另外，尽管纤维20的底表面22(例如，上表面和下表面24、26)优选地基本上为平坦的，如图4中所图解，但是一个或多个纤维20的上表面和/或下表面24、26可以是非平坦的，包括稍微弯曲形状的上表面和/或下表面24、26。但是，为了最小化光学畸变，认为基本上平坦的形状是优选的。参考图5，显示的是复合制品10和一对纤维20的放大截面图，所述一对纤维20彼此相对紧密靠近，并且进一步图解穿过复合制品10的多条光线70。可见，取决于光线70是否穿过纤维20的主要部分(即，侧表面28之间)或光线70是否穿过纤维20的一个或多个侧表面28，光线70的光程长度72不同。例如，图5图解第一光线70A，其从基体18进入纤维20并且接着离开纤维20和进入基体18，由于基体18的折射率相对于纤维20的折射率不同，导致第一光线70A的方向改变。同样地，第五光线70E从基体18进入纤维20并且接着离开纤维20，从而第五光程长度72E的长度基本上等于第一光线70A的第一光程长度72A。图5也图解第三光线70C，其穿过基体18进入一个纤维20的侧表面28并且接着跨过间隙36并且进入邻近的纤维20的侧表面28，然后离开纤维20并且沿着第三光程长度72C进入基体18。有利地，通过最小化侧表面28之间的间隙36，第三光程长度72C相对于第一和第五光程长度72A、72E的差异相对较小。第二和第四光线70B、70D入射在一个纤维20的一个侧表面28上，导致相对于第一、第三和第五光程长度72A、72C、72E更长的光程。尽管光程长度72的差异通常导致光学畸变，但是，在图5的布置中，通过使间隙36的宽度和每个层50中间隙36的总量最小化，穿过末端部分的光的量可保持相对较小，从而使光学畸变最小化。参考图6，显示的是复合制品10’的布置，其中一对纤维120的侧表面128定向为相对于纤维120的上表面和下表面124、126大体上垂直。当以斜角(off-angle)或沿着非平行于侧表面128的方向观看时，侧表面128的垂直定向导致每个纤维120的侧表面128作为棱镜起作用。就此而言，图6图解穿过复合制品10’的多条光线76。在图6中可见，取决于光线76是否穿过纤维120的主要部分(即，侧表面128之间)或光线76是否穿过纤维120的一个或多个侧表面128，光线76的光程长度78显著不同。例如，图6图解第一和第四光线76A、76D从基体118进入在上表面124的纤维120并且接着离开纤维120和在下表面126返回进入基体118，由于基体18的折射率相对于纤维120的折射率不同，导致第一和第四光线76A、76D方向改变。图6也图解第二光线76B进入在侧表面128的一个纤维120并且接着在纤维120的下表面126离开相同的纤维120，导致相对小的方向改变和相应的第二光程长度78B相对于第一和第四光程长度78A、78D的小差别。但是，图6图解第三光线76C在上表面124进入纤维120并且接着在侧表面128离开相同的纤维120，导致方向明显改变和第三光线76C的第三光程长度78C相对于第一、第二和第四光程长度78A、78B、78D明显不同。由于纤维120的侧表面128引起的折射和衍射作用，图6中相对于第一、第二和第四光程长度78A、78B、78D显著大的第三光程长度78C的净效应是显著减小了光学性能。参考图7，显示与图6中图解的类似的复合制品10’的布置，其中图7中的侧表面128垂直定向且彼此隔开，导致侧表面128之间相对大的间隔或间隙136。侧表面128之间的间隙136的作用是由于相栅作用引起的光学性能的降低。由于部分光线80沿着方向81穿过间隙136和剩余部分的光线80穿过每个可具有不同折射率的基体118和纤维120二者，相栅作用降低了复合制品10’的光学性能。就此而言，间隙136使得第二光线80B穿过侧表面128之间而不穿过相对于基体118的折射率具有不同折射率的纤维120。如本领域已知，n(λ,T)表示的折射率是在温度T下对材料的辐射入射68的波长λ的函数。给定材料在给定温度T下的折射率可定义为在真空中给定波长λ下的光速与在温度T下给定材料中相同波长λ的光速的比。尽管纤维120和基体118可选择为在给定匹配点温度(matchpointtemperature)对于给定波长具有相同的折射率的材料，但是随着温度从匹配点温度改变(即，增加或降低)，各材料的折射率可改变或彼此不同。结果，图7中，穿过纤维120的光的波长82将不同于穿过基体118的光的波长84。在图7中可见，随着第一和第三光线80A、80C从基体118进入纤维120，第一和第三光线80A、80C的相位改变，并且接着随着第一和第三光线80A、80C从纤维120返回进入基体118再次改变。但是，第二光线80B的相位穿过纤维120之间并且不穿过纤维120，所以维持相同的相位。结果，第二光线80B的相位不同于第一和第三光线80A、80C的相位，这导致复合制品10中显著的光学畸变。相反，图5图解如本文所公开的纤维20的优势实施方式，其中纤维20具有成角度的侧表面28，其彼此重叠38(图4)，从而穿过纤维20的光线70的相差86(图7)(即，相栅作用)被最小化。而且，与紧邻侧表面28连接的非垂直定向的侧表面28导致每个第一光线70A行进穿过纤维20材料的距离相对于每个光线70行进穿过基体18的距离的差别最小。图5中光线70的光程长度72的最小差别导致由于折射或衍射作用的光学畸变最小。有利地，尽管纤维20和基体18之间的折射率不同，如本文所公开的纤维20的构造也使光学畸变最小化，其中随着复合制品10温度的变化可增加纤维20和基体18折射率的差别幅度。在一种实施方式中，如本文所公开的复合制品10可包括纤维20，在感兴趣的波段内其折射率基本上等于基体18折射率。更具体地，基体18和纤维20优选地在宽温度范围内对于感兴趣的波段具有互补的或基本上相等的折射率。感兴趣的波段可包括可见光谱和/或可选地包括红外光谱或任何其他波段。在一种实施方式中，在感兴趣的波段内对于给定温度范围，基体18和纤维20的折射率优选地基本上相等或密切匹配，以便最小化或减少光在基体18和纤维20界面处的弯曲。仍参考图5，基体18和纤维20也可选择为具有基本上相等的折射率的温度系数dn(λ,T)/dT，其中dn(λ,T)/dT是折射率n(λ,T)对于温度T的偏导数。材料的折射率的温度系数dn(λ,T)/dT可定义为随着材料温度的改变，对于给定波长，材料折射率的改变。在本公开中，基体18和纤维20优选地在宽的温度范围内对于感兴趣的波段具有基本上相等的折射率，从而各自折射率的温度系数也基本上相等。在一种实施方式中，基体18和纤维20的折射率和折射率的温度系数优选地为基体18和纤维20的折射率对于温度范围内至少一个温度在感兴趣的波段内的给定波长下是相等的。现参考图8，显示的是复合制品10的截面图，其包括具有平行四边形42横截面的纤维20，其中侧表面28基本上彼此平行。复合制品10包括一对层50，其包括第一层54和第二层56，每层具有排列为彼此为并排关系的纤维20。如图8中可见，纤维20放置为每个纤维20的侧表面28定向为基本上平行于紧邻纤维20的侧表面28。第一层54相对于第二层56放置，以使当沿着基本上正交于第一和第二层54、56的至少一个的平面52的方向观察时第一层54的纤维20的侧表面28中的间隙36偏离40第二层56的纤维20的侧表面28中的间隙36。通过使一个层50相对于其他层50的间隙36交错或偏离40，光学畸变遍布整个复合制品10，从而使在复合制品10中任何单个点处的光学畸变最小化。参考图8A，显示的是一对邻近布置的纤维20的局部截面图，其具有以非平坦的构造形成的侧表面28。在一种实施方式中，侧表面28可形成为一对匹配曲面，如图8A中所图解。如所显示，侧表面28可稍微弯曲并且可形成为彼此互补，比如以匹配构造29。在图8A的非限制性例子中，侧表面28形成为匹配构造29，其中一个侧表面28具有凹陷的形状和邻近的一个侧表面28具有凸起的形状，其大小和构造与凹陷的形状互补。尽管图8A图解纤维20具有形成具有单个弯曲的非平坦侧表面28，但是侧表面28可提供为复杂弯曲并且不限于显示的匹配构造29。在一种实施方式中，具有非平坦的侧表面28的纤维20可放置为彼此相对紧密靠近，从而防止非平坦的侧表面28之间的视线。以该方式，对于图8A中图解的纤维20构造，如图7图解的相栅作用可显著降低或消除，原因是可在纤维20的上或下表面24、26进入间隙36(图8)之间的光线(未显示)一定穿过至少部分纤维20侧表面28，与图7图解的实施方式相反——其中光线80(图7)可穿过纤维120(图7)之间而不穿过纤维120，导致穿过纤维120的光的相差，如上述。参考图9，显示复合制品10的实施方式，其中纤维20具有三角形46横截面形状。给定层50中的三角46纤维20可布置为交替正立和倒立定向，从而邻近的纤维20的侧表面28基本上彼此平行。图9中每一个三角46横截面纤维20的侧表面28具有相等的长度并且其以相对于彼此相等的角定向，形成等腰三角形。但是，图9中图解的三角46横截面纤维20可提供为各种不同布置并且不限于具有基本上相等角的侧表面28。如图9中所显示，纤维20定向为由于侧表面28的重叠38使得侧表面28之间的间隙36最小化。图9图解层50的布置，其中第一和第二层54、56表示交叉层构造60，其中一个层50的纤维20定向为垂直于邻近层50的纤维轴34或纤维20。但是，层50可布置为相对于彼此的任何定向，包括单向构造58——其中给定层50的纤维20基本上平行于邻近层50的纤维20。参考图10A-10D，显示的是纤维20的不同横截面构造的非限制性实施方式。图10A图解纤维20的平行四边形42横截面，其具有上表面和下表面24、26和基本上平行的侧表面28。如图10A中可见，纤维20具有大体细长的横截面形状，其优选地形成为相对高的纵横比，以使层50(图4)中间隙36(图4)的量最小化。纤维20的纵横比可定义为纤维宽度32与纤维厚度30的比。在一种实施方式中，尽管纤维20横截面可具有任何值的任何纵横比，但是纵横比可从约3至约500变化。纤维厚度30的范围可从约5微米至约5,000微米(0.0002至0.20英寸)。但是，纤维20可提供为任何纤维厚度30，而不受限。如图10A中所显示，侧表面28形成为角θ，其相对于纤维20的上表面和/或下表面24、26范围可为从约10°至约170°，尽管考虑更大或更小的角。尽管图10A图解上表面和下表面24、26基本上是平坦的，上表面和下表面24、26可以是稍微弯曲的，包括稍微凹陷的、稍微凸起的或隆起，并且不限于严格基本上平坦的或平的轮廓。参考图10B，显示纤维20进一步的实施方式，其图解为梯形44横截面并且具有基本上平坦的基本上彼此平行的上表面和下表面24、26。侧表面28图解为定向为彼此非平行关系。侧表面28可定向为相对于上表面和下表面24、26基本上相等的角度，但是可在不同方向上延伸。图10B中梯形44横截面的纤维20可提供具有类似于上述图10A平行四边形42横截面纤维20的相对高的纵横比并且其可导致复合制品10改善的光学性能。参考图10C，显示三角46横截面的纤维20的实施方式，其具有底表面22和定向为彼此非平行关系的一对侧表面28，如上述。三角46横截面纤维20的层50可排列为并排布置，如图9中所显示，其以使邻近的纤维20的侧表面28之间的间隙36最小化的方式。三角46横截面纤维20的纵横比优选地较大，以使畸变最小化。有利地，三角46横截面的纤维20当铺设复合制品10时可促使纤维20相对于彼此对齐或排列。例如，一排三角46横截面纤维20可布置为正立定向并且彼此为并排布置，与图9中所图解的类似。铺设一排正立三角46横截面纤维20之后，然后一排倒立三角46横截面纤维20可嵌套在三角46横截面纤维20之间，形成纤维20的层50，与图9中图解的类似。参考图10D，显示在进一步的实施方式中构成菱形48横截面形状的纤维20。图10D中可见，与图10A-10C中图解的纤维20的单对侧表面28对照，菱形48横截面形状纤维20可包括两对侧表面28。图10D中图解的菱形48横截面形状纤维20可通过定向每一个纤维20使得侧表面28定向为非平行于复合制品10的制品表面12，布置在层50(图9)中。有利地，在纤维20实施方式的每一个中，侧表面28相对于上表面和下表面24、26或底表面22的非垂直定向促使复合制品10的纤维20体积相对于具有圆形侧表面28的纤维20的纤维20体积增加。在一种实施方式中，复合制品10可构造为纤维20的总体积相对于复合制品10的总体积的范围可从约10%上至约90%或更多。但是，纤维20的体积可包括复合制品10任何部分的总体积。可基于各种参数选择期望的纤维20体积，包括但不限于光学性能、强度、弹道性能、刚度、重量和各种其他因素。基体18和纤维20(图1-5和8-9)可由任何合适的材料形成，包括但不限于热塑性材料、热固性材料、陶瓷和玻璃。纤维20和基体18二者优选地由基本上光学透明的材料形成，尽管材料可包括不透明的材料。就此而言，纤维20和基体18可由具有从基本上透明的到基本上不透明的任何水平透明性的材料形成。可形成基体18和纤维20的热塑性材料可包括下列至少一种：丙烯酸树脂、碳氟化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮和聚醚酰亚胺。基体18和纤维20也可由可包括下述至少一种的热固性材料形成：聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚酯、环氧树脂、和倍半硅氧烷。另外，基体18和/或纤维20可由无机材料形成，包括但不限于碳、碳化硅和硼。基体18和纤维纤维20也可由玻璃成分形成，其可包括但不限于E-玻璃(铝-硼硅酸盐玻璃)、S-玻璃(铝硅酸盐玻璃)、纯二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、陶瓷、和玻璃-陶瓷比如ROBAXTM玻璃-陶瓷材料。复合制品10(图1-5和8-9)可构造为各种构造的任何一种，包括图1中图解的板14构造或其他构造，包括但不限于交通工具的透明物，比如飞行器的风挡、座舱罩或窗。另外，复合制品10可构造用于可选的交通工具应用以及非交通工具应用。例如，复合制品10可构造为建筑物的结构板或建筑板。复合制品10可构造用于结构或非结构应用。就此而言，复合制品10可构造用于任何的应用、系统、子系统、结构、装置和/或设备，而不受限。参考图11，显示的是流程图，其图解制造复合制品10(图1-5和8-9)的方法中可包括的一个或多个操作。方法的步骤302可包括提供多个纤维20(图2)。如上所示，纤维20可以以各种基本上光学透明的材料的任何一种提供。纤维20材料可选择为具有与基体18(图1-5和8-9)基本上相等的折射率的温度系数，以便在复合制品10的温度改变时使光学畸变最小化。图11方法的步骤304可包括形成具有至少一个底表面22(图4)和相对于底表面22非垂直定向的一对侧表面28(图4)的纤维20。纤维20可定向为各种可选的横截面形状的任何一种，包括但不限于图10A-10D中图解的那些。横截面形状可包括底表面22比如上表面和下表面24、26。每一个纤维20构造也包括定向为与底表面22非垂直关系的至少一对侧表面28，如图10A-10C中所图解。侧表面28可相对于底表面22和/或相对于上表面和下表面24、26定向为约10°和170°之间的角θ(图10A)，尽管考虑更大或更小的角。图11方法的步骤306可包括将纤维20嵌入基体18中。基体18可优选地包括基本上光学透明的材料，与上述的类似。而且，基体18材料优选地具有与纤维20基本上相等的折射率的温度系数，如上指出。图11的步骤308可包括定向纤维20，以使底表面22和/或上表面和下表面24、26基本上平行于复合制品10的制品表面12。例如，图4图解与制品表面12基本上平行定向的纤维20的布置。同样地，图9图解多个三角46横截面形状的纤维20，其具有底表面22，其每个可定向基本上平行于基本上平坦的制品表面12。图11方法的步骤310可包括布置纤维20，使得侧表面28定向为相对于制品表面12非垂直。例如，图4、8和9图解相对彼此并排布置的纤维20，从而侧表面28之间的间隙36定向为与制品表面12非垂直关系。通过相对于制品表面12以一定角度(即，非垂直)定向侧表面28，使穿过侧表面28之间的光的量最小化。图11方法的步骤312可包括相对于彼此并排放置纤维20，以形成纤维20的层50。纤维20优选地布置为每个纤维20的侧表面28基本上平行于紧邻纤维20的侧表面28，如图4、8和9中所图解。这种布置将减少光学畸变并且从而改善复合制品10的光学性能。图11的步骤314可包括彼此紧密靠近放置纤维20，以使侧表面28之间的间隙36最小化。当沿着基本上正交于层52(图4)的平面的方向观察时，侧表面28优选地彼此重叠38(图4)。如图5中所显示，纤维20彼此紧密靠近放置，以使侧表面28之间的间隙36的宽度最小化并且提供这样的布置——其中穿过纤维20的主要部分的光的光程的长度基本上等于纤维20的穿过一个或多个侧表面28的光程的长度。以该方式，使得相差86(图7)最小化并且从而使得光学畸变最小化。图11方法的步骤316可包括固化或固结基体18材料和/或纤维20材料，以便降低复合制品10(图1-5和8-9)。热和/或压力可施加至复合制品10用于固化基体18和/或纤维20。另外，在固化或固结基体18和/或纤维20材料之前，可进行包括去皱(debulk)和除气的各种中间步骤的任何一个。具有制品表面的复合制品的一种实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，并且纤维(20)以彼此并排关系放置。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，并且纤维(20)以彼此并排关系放置，其中纤维(20)形成限定平面(24)的层，每个邻近对的纤维限定侧表面(28)之间的间隙(36)，并且间隙(36)为当沿着正交于层的平面的方向观察时侧表面(28)重叠。实施方式可进一步包括，邻近对的纤维(20)的侧表面(28)具有匹配曲面。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，并且纤维(20)以彼此并排关系放置，其中纤维(20)形成限定平面(24)的层，每个邻近对的纤维限定侧表面(28)之间的间隙(36)，并且间隙(36)为当沿着正交于层的平面的方向观察时侧表面(28)重叠，多个纤维(20)布置在第一和第二层中；和第一层相对于第二层放置，使得第一层的纤维(20)的侧表面(28)之间的间隙(36)偏离第二层纤维(20)的侧表面(28)之间的间隙(36)。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中侧表面(28)定向为相对于底表面约10度和170度之间的角度。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中底表面(22)包括相对的上表面(24)和下表面(26)对；和每个纤维的侧表面(28)定向为彼此非平行关系。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中纤维(20)具有细长的横截面，其具有纤维宽度与纤维厚度的纵横比，并且纵横比的范围为从约3至约500。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中纤维包括基本上光学透明的纤维，和基体包括基本上光学透明的聚合基体。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中基体和纤维的至少一个由包括下列至少一种形成：热塑性材料，包括下列的至少一种：丙烯酸树脂、碳氟化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亚胺；热固性材料，包括下列的至少一种：聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚酯、环氧树脂、倍半硅氧烷；无机材料，包括下列的至少一种：碳、碳化硅、硼；和玻璃，包括E-玻璃(铝-硼硅酸盐玻璃)、S-玻璃(铝硅酸盐玻璃)、纯二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中在感兴趣的波段中纤维的折射率基本上等于基体的折射率。具有制品表面的复合制品的另一实施方式可包括至少部分嵌入基体(18)的多个纤维(20)，其中每个纤维具有至少一个底表面(22)和定向为与底表面非垂直关系的一对侧表面(28)，和纤维(20)以彼此并排关系放置，其中基体和纤维具有基本上相等的折射率的温度系数。制造复合制品的一种方法的实施方式包括下述步骤：提供多个纤维(302)，形成具有至少一个底表面和定向为与底表面(304)非垂直关系的一对侧表面的纤维；和在层中布置纤维以使当沿着正交于层(314)的平面的方向观察时侧表面彼此重叠。制造复合制品的另一方法的实施方式包括下述步骤：提供多个纤维(302)，形成具有至少一个底表面和定向为与底表面(304)非垂直关系的一对侧表面的纤维，在层中布置纤维，以使当沿着正交于层(314)的平面的方向观察时侧表面彼此重叠，以及以彼此并排关系放置形成层的纤维，以使纤维的侧表面基本上平行于紧邻近纤维(312)的侧表面。制造复合制品的方法的另一实施方式包括下述步骤：提供多个纤维(302)，形成具有至少一个底表面和定向为与底表面(304)非垂直关系的一对侧表面的纤维，在层中布置纤维，以使当沿着正交于层(314)的平面的方向观察时侧表面彼此重叠，以及以相对于底表面(308)约10度和170度之间的角度定向侧表面。本公开的其它更改和改进可对于本领域普通技术人员是明显的。因而，本文所描述和图解的部分的具体结合意欲仅表示本公开的某些实施方式，并且不意欲用作本公开的精神和范围内的可选实施方式或装置的限制。