工程材料实用手册.第6卷,复合材料 胶粘剂 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:537

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出版时间:2002-8

价格:108.00元

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isbn号码:9787506626668

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• 工程材料
• 复合材料
• 胶粘剂
• 材料科学
• 工程技术
• 实用手册
• 工业材料
• 高分子材料
• 材料选择
• 应用技术

工程材料实用手册·第六卷：复合材料与胶粘剂 本书系“工程材料实用手册”系列中的第六卷，专注于当前工程领域日益重要的两大材料体系——复合材料与胶粘剂。本卷旨在为工程师、技术人员、研究人员以及相关专业的学生提供一套系统、详实且具有高度实践指导意义的参考资料。内容涵盖了这两大材料体系的基础理论、性能表征、设计应用、加工工艺以及未来发展趋势，力求做到内容权威、信息全面、图文并茂，成为广大工程技术人员手中不可或缺的实用工具书。 第一部分：复合材料 复合材料，作为一种由两种或两种以上不同材料通过物理或化学方法组合而成，且其整体性能优于各组分材料的材料，已在航空航天、汽车制造、建筑、体育用品等众多领域展现出强大的生命力。本部分将对复合材料进行深入剖析： 基础理论与分类： 定义与基本原理： 深入阐述复合材料的定义，为何能够实现性能的协同增效，包括界面作用、应力传递等关键机制。 分类体系： 详细介绍复合材料的多种分类方法，如按基体材料（聚合物基、金属基、陶瓷基）、按增强体形式（纤维增强、颗粒增强、层状增强）、按结构（层合板、夹层结构）等，并分析不同类型复合材料的特点与适用范围。 增强体材料： 纤维增强复合材料： 重点介绍碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、天然纤维等常见增强纤维的种类、性能参数（如拉伸强度、弹性模量、密度）、制备工艺及其在复合材料中的作用。 颗粒增强复合材料： 探讨陶瓷颗粒、金属颗粒等作为增强体时的特点，以及其对复合材料性能的影响。 层状增强复合材料： 介绍石墨烯、二硫化钼等二维材料作为增强体的潜力与应用。 基体材料： 聚合物基体： 详述热固性树脂（如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂）和热塑性树脂（如聚丙烯、尼龙、PEEK）的化学结构、性能特点、固化/成型机理以及与增强体的相容性。 金属基体： 介绍铝基、镁基、钛基等金属基复合材料的优势，如高比强度、高比刚度，并讨论其制备方法。 陶瓷基体： 探讨陶瓷基复合材料（CMCs）在高温环境下的应用潜力，如SiC/SiC复合材料。 性能表征与测试方法： 力学性能： 详细介绍拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、疲劳、蠕变等关键力学性能的测试标准与方法。重点讲解各向异性材料的性能测试与分析。 物理性能： 涵盖密度、热膨胀系数、导热系数、导电性、吸湿性等物理性能的测试与影响因素。 化学与环境性能： 介绍耐腐蚀性、耐候性、阻燃性、抗紫外线性能等的测试方法，以及复合材料在不同环境下的行为。 无损检测（NDT）： 阐述超声波检测、X射线检测、声发射检测、热成像检测等无损检测技术在复合材料质量控制中的应用。 设计与应用： 设计原则： 强调基于材料特性进行结构设计的重要性，包括纤维取向设计、铺层设计、厚度优化等。 成型工艺： 详细介绍常用的复合材料成型工艺，如手糊成型、喷射成型、真空辅助树脂灌注（VARI）、真空袋成型（VARTM）、预浸料热压罐成型（Autoclave）、缠绕成型、模压成型（SMC/BMC）等，并分析各类工艺的优缺点、适用范围及设备要求。 连接技术： 讨论复合材料结构的连接方法，包括机械连接（螺栓、铆钉）与胶接（详见下部分），并分析不同连接方式的适用性。 典型应用案例： 通过详实的案例分析，展示复合材料在航空航天（飞机结构件、发动机部件）、汽车（车身、底盘）、风力发电（叶片）、轨道交通、体育器材、医疗器械等领域的成功应用。 失效分析与维修： 失效模式： 识别和分析复合材料在载荷作用下的常见失效模式，如分层、纤维断裂、基体开裂、界面脱粘等。 失效原因： 探讨设计缺陷、工艺问题、环境因素、使用不当等可能导致失效的因素。 维修技术： 介绍复合材料结构常用的修复方法，包括局部修补、大面积修补等，以及相关的材料选择与工艺流程。 第二部分：胶粘剂 胶粘剂，作为一种能够将两种或两种以上材料粘合在一起的物质，在现代工程中扮演着越来越重要的角色。其应用范围广泛，从微电子封装到大型桥梁建设，都离不开胶粘剂的贡献。本部分将聚焦于工程用胶粘剂： 胶粘剂基础理论： 粘接机理： 深入解析胶粘剂的粘接原理，包括机械互锁、分子间作用力（范德华力、氢键、共价键）、扩散作用等。 界面化学： 探讨表面处理对提高粘接强度的重要性，包括清洁、活化、涂覆等工艺。 内聚强度与附着力： 区分并阐述胶粘剂自身的内聚强度以及与被粘材料的附着力，以及它们对整体粘接性能的影响。 胶粘剂的分类与性能： 按化学类型分类： 环氧胶粘剂： 介绍单组分/双组分环氧胶粘剂的特点、固化机制、优异的力学性能、耐化学性，以及广泛的应用。 聚氨酯胶粘剂： 阐述其良好的柔韧性、耐磨性和对多种基材的粘接能力，常用于密封与弹性粘接。 丙烯酸酯胶粘剂： 强调其快速固化、高强度、耐候性以及对金属和塑料的良好粘接性能。 硅酮胶粘剂： 突出其优异的耐高低温性能、耐候性、弹性和绝缘性，常用于密封与粘接。 厌氧胶粘剂： 介绍其遇金属离子即固化的特性，主要用于螺纹锁固、平面密封等。 氰基丙烯酸酯胶粘剂（瞬间胶）： 讲解其快速固化、高粘接强度，适用于小面积、快速粘接。 其他类型： 简要介绍酚醛、聚硫、有机硅等其他重要胶粘剂类型。 按形态分类： 液体胶、膏状胶、粉末胶、胶膜、胶带等。 关键性能指标： 详细说明粘接强度（剪切强度、拉伸强度、剥离强度、冲击强度）、耐温性、耐化学性、老化性能、固化速度、粘度、断裂伸长率、模量等关键性能参数的含义、测试方法及其重要性。 胶粘剂的应用设计与工艺： 粘接结构设计： 强调优化粘接接头设计以承受载荷，包括搭接、对接、角接等设计形式，以及如何考虑应力集中。 表面处理技术： 详细介绍机械处理（打磨、喷砂）、化学处理（脱脂、酸洗、钝化）、等离子处理、电晕处理等多种表面预处理方法，并说明其对提高粘接强度的作用。 涂胶与固化工艺： 讲解手动/自动化涂胶技术，包括刮涂、点胶、喷涂、辊涂等。深入阐述不同胶粘剂的固化条件（温度、湿度、紫外线、压力、厌氧环境等）以及固化过程的控制。 粘接过程中的质量控制： 介绍粘接前的检查、施胶过程的监控、固化后的检测等质量保证措施。 胶粘剂在工程中的应用： 汽车工业： 车身结构粘接（提高刚度、降低噪音）、玻璃粘接、零部件的密封与固定。 航空航天： 飞机结构件（如蒙皮与桁条）、复合材料部件的粘接，轻量化与高强度要求。 建筑行业： 幕墙玻璃粘接、地板铺设、结构加固、密封保温。 电子电器： 芯片封装、元器件固定、PCB板粘接、外壳组装。 医疗器械： 医疗设备组装、导管粘接、一次性医疗耗材的生产。 其他领域： 包装、家具、玩具、新能源（电池组装）等。 失效分析与选择指南： 常见粘接失效模式： 分析内聚破坏、附着破坏、界面破坏、疲劳破坏等。 失效原因分析： 探讨材料不匹配、表面处理不当、设计缺陷、工艺控制不稳定、环境因素等。 胶粘剂选择指南： 提供一套系统的胶粘剂选择流程，帮助用户根据被粘材料、工作环境、载荷条件、生产工艺等因素，准确选择合适的胶粘剂类型、牌号与固化方式。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的图表、数据和案例，帮助读者全面理解复合材料和胶粘剂的性能、应用与工艺。希望本书能为推动我国工程材料的进步与发展贡献一份力量。

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说实话，在拿到这本厚厚的工具书之前，我对“复合材料”的理解还停留在理论课本上那些简单的层压板模型阶段。然而，这一卷书简直就像是打开了一个通往材料科学最深处的大门，它对新一代高性能结构粘接技术的覆盖面，远远超出了我的预期。我主要关注的是航空航天领域的应用，这本书在讲解高性能热固性树脂基体时，着重探讨了纳米填料如何被引入以提高抗冲击韧性和耐热性，这部分内容写得非常有洞察力，它没有停留在描述现象，而是深入到分子层面去解释增强机制，对于想做材料改性的研发人员来说，简直是宝藏级别的参考资料。更值得称赞的是，它对胶粘剂的“环境敏感性”进行了系统性的研究，详细列出了不同气候条件（如高盐雾、紫外线暴露）下，结构胶的长期蠕变行为和界面稳定性数据。这种深度和广度，让它从一本普通的参考书升华为一部严肃的工程学专著。阅读过程中，我感觉作者团队不仅拥有扎实的理论基础，更重要的是，他们对工程实践中的痛点有着深刻的理解，否则不可能把工艺控制的细节描述得如此到位。

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这本《工程材料实用手册》第六卷，专门聚焦于复合材料和胶粘剂，对于我们这些常年与结构设计打交道的工程师来说，简直是一份及时的福音。我原以为市面上关于这些“前沿”材料的书籍都会充斥着晦涩难懂的理论公式，或者干脆就是厂家推销手册的翻版，但这本书完全打破了我的刻板印象。它的编排逻辑非常贴近实际应用需求，我特别欣赏它在材料选择、性能评估和实际接驳工艺方面的详尽阐述。比如说，在介绍碳纤维增强复合材料（CFRP）时，它不仅仅罗列了拉伸强度和模量，而是深入剖析了在不同温度、湿度环境下，铺层角度对整体结构刚度和疲劳寿命的影响，并且提供了大量的失效模式分析图表，这对于我们评估长期服役可靠性至关重要。再说到胶粘剂部分，内容之细致令人称奇，从环氧树脂、聚氨酯到结构丙烯酸酯，每种胶粘剂的固化动力学、剪切强度、以及应对不同基材（金属、陶瓷、塑料）的表面处理工艺都被一一拆解，简直就像一位经验丰富的老技师手把手在教你如何避免常见的粘接失败。这本书的实用性体现在，当你面对一个急需用高性能轻质材料替代传统金属连接的难题时，你不需要再翻阅十几份不同的技术文档，所有关键数据和操作指南都清晰地汇集于此，极大地提高了我的工作效率和信心。

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坦白说，市场上关于复合材料的书籍汗牛充栋，但多数都聚焦在某一种特定的材料系统，比如特种环氧树脂或者高性能芳纶纤维。这本《工程材料实用手册》的第六卷最让我欣赏的一点，是它所展现出的宏观的系统集成思维。它没有局限于单一材料的参数列表，而是将复合材料系统、胶粘剂系统以及它们与传统金属基材的界面行为，置于一个完整的服役环境框架下去考察。它对“多材料异构连接”的探讨尤为深刻，详细分析了由于热膨胀系数差异导致的界面应力集中问题，并给出了多种缓解策略，包括使用过渡层、应力分散型胶层设计等。这种将“材料科学”与“结构设计”融会贯通的叙述角度，使得这本书的受众群体不再局限于材料科学家，而是非常适用地扩展到了结构工程师、装配技术人员，甚至质量保证人员。它像一座桥梁，有效地连接了实验室里的尖端研究成果与工厂里的实际生产需求，是一本真正意义上的“实用”指南，其价值远远超过了其定价。

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我是一名材料测试工程师，我的工作日常就是验证供应商提供的材料数据是否准确可靠。通常情况下，我们会发现很多手册上的数据都是理想状态下的极限值，但实际应用中，各种杂因子会大幅度削弱材料性能。这本书在这一点上做得尤为出色，它提供了一个非常务实的视角来审视复合材料的力学性能。比如，关于纤维/树脂界面粘结强度的评估方法，它不仅介绍了经典的张力测试，还详尽说明了微观结构表征技术（如SEM/TEM）如何用于量化界面脱粘的程度。对于胶粘剂的疲劳性能评估，它提供了不同载荷比和应力频率下的S-N曲线构建方法，以及如何根据这些数据来推算结构件的预期寿命。这种严谨的、以测试验证为导向的叙述方式，极大地增强了作为读者对书中所有参数的信任感。它不是在“告诉”你材料有多好，而是在“教”你如何科学地去验证它，并告诉你应该警惕哪些测试陷阱。对于需要进行失效分析或建立材料模型的工程师来说，这本书的价值是无可替代的。

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对于我们这些中小企业的制造部门来说，最大的挑战往往不是设计出先进的结构，而是如何将这些先进的材料和连接技术经济高效地应用到量产线上。这本书的第六卷恰恰在这个“工程实现”的环节给出了巨大的帮助。它花了相当大的篇幅来讨论复合材料的成型工艺——从传统的预浸料铺放（ATL/AFP）到新兴的快速固化技术——并明确指出了每种工艺对最终材料性能和成本的影响。尤其令人耳目一新的是，它引入了“过程质量控制”的概念，详细列出了在树脂灌注过程中如何通过传感器实时监测放热峰值和粘度变化，以确保每一批次的质量一致性。在胶粘剂的工业应用部分，它还非常实际地讨论了自动化涂胶系统的校准、夹具的设计原则，以及固化过程中的应力释放管理，这些都是传统理论书籍中常常被忽略的“车间实战”经验。读完这部分内容，我感觉自己仿佛完成了一次关于高性能结构连接的全流程在职培训，它将高深的材料科学与精密的制造工程学完美地结合了起来。

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