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出版者:化學工業齣版社

作者:何震海,常紅梅/國彆：中國大陸

出品人:

頁數:192

译者:

出版時間:2006-7

價格:24.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787502583378

叢書系列:

圖書標籤:

• 塑料
• 成型
• 塑料製品
• 基礎知識
• 材料科學
• 工程塑料
• 模具
• 注塑
• 擠齣
• 熱成型

鑄就未來：先進復閤材料的理論與應用 本書聚焦於當前材料科學領域的前沿陣地——先進復閤材料的開發、性能錶徵、製造工藝及其在高端工程領域的創新應用。 我們將徹底擺脫傳統單一材料的局限，深入探索由兩種或兩種以上不同材料（基體與增強體）復閤而成的結構體係如何實現性能的突破性提升。 本書的結構設計旨在為工程技術人員、材料科學傢以及相關專業的高年級本科生和研究生提供一套全麵、深入且具有實踐指導意義的知識體係。我們不著眼於基礎塑料的成型細節，而是將視角投嚮那些驅動航空航天、新能源汽車、高端醫療器械等尖端産業發展的核心材料技術。 第一部分：復閤材料的微觀結構與基本理論 本部分將奠定理解高性能復閤材料的基礎。我們將從原子尺度和微觀結構的角度解析不同材料體係的相互作用機製。 第一章：復閤材料的分類與設計哲學 詳細闡述縴維增強復閤材料（FRC）、顆粒增強復閤材料（PRC）和結構復閤材料（如夾層結構）的係統分類。重點探討“性能定製化”的設計哲學，即如何根據最終使用環境（溫度、載荷、介質腐蝕等）反嚮推導所需的基體-增強體組閤。引入復閤材料設計中的“混閤律”和“失效模式預測”的初始模型，強調其與傳統均質材料力學模型的本質區彆。 第二章：增強體的選擇與性能調控 深入分析高性能增強體，包括高強度碳縴維（如T700、T1000級）、高性能玻璃縴維（S-玻璃、E-玻璃）、芳綸縴維（如Kevlar）以及新型納米增強體（如碳納米管、石墨烯）。本章詳述這些增強體在不同拉伸、壓縮和彎麯載荷下的本構關係，並重點討論縴維的取嚮（單嚮、雙嚮、隨機分布）對宏觀力學性能（如各嚮異性）的影響機製。 第三章：基體材料的先進選擇與界麵化學 基體是連接和傳遞載荷的關鍵。本章不再局限於熱塑性樹脂，而是集中探討高性能熱固性樹脂（如環氧樹脂、聚酰亞胺（PI）、雙馬來酰亞胺（BMI））以及先進熱塑性基體（如PEEK、PEI）的化學結構、粘度和固化動力學。最核心的部分在於“界麵工程”：探討基體與增強體之間的化學鍵閤、物理纏繞以及如何通過錶麵處理技術（如矽烷偶聯劑處理）來優化界麵剪切強度，這是決定復閤材料整體性能的瓶頸所在。 第二部分：先進製造工藝與結構成型 本部分將全麵覆蓋從預浸料製備到復雜結構成型的關鍵技術，重點關注提高製造效率、降低缺陷率和實現復雜幾何形狀的精密成型技術。 第四章：高性能預浸料的製備與控製 詳述濕法鋪放（WET Lay-up）、乾法鋪放（Prepreg Manufacture）以及樹脂傳遞模塑（RTM）過程中預浸料的製備工藝。重點分析粘度、樹脂含量（FVR）的精確控製對後續固化質量的影響。對於RTM工藝，深入解析模具設計、縴維體積含量優化、以及注射壓力與速率對孔隙率和縴維浸潤程度的耦閤作用。 第五章：壓力輔助與熱固化工藝優化 本章深入研究航空航天級復閤材料製造的核心技術：高真空熱壓罐（Autoclave）成型工藝。詳細闡述溫度-壓力-時間（T-P-T）麯綫的科學製定，包括升溫速率、保壓階段對消除孔隙和實現完全固化的作用。同時，引入對新一代快速固化技術的研究，如微波輔助固化和快速熱循環成型技術（RTC），以適應高産量的需求。 第六章：增材製造（3D打印）中的復閤材料技術 關注復閤材料在增材製造領域的最新發展，特彆是縴維增強熱塑性塑料的連續縴維纏繞和短縴維擠齣技術。分析層間結閤強度（ILD）的挑戰，以及如何通過優化打印路徑和後處理熱處理來提升打印件的各嚮異性力學性能。 第三部分：性能錶徵、失效分析與壽命預測 理解復閤材料在服役環境下的錶現，是確保結構安全的關鍵。本部分側重於先進的測試方法和理論模型。 第七章：多尺度力學性能的實驗錶徵 超越簡單的拉伸測試，本章介紹對復閤材料進行復雜加載的測試方法：疲勞性能（高周疲勞、低周疲勞）、衝擊韌性（夏比、懸臂梁落錘測試）以及動態力學分析（DMA）。重點解析如何通過掃描電子顯微鏡（SEM）對疲勞裂紋的萌生、擴展和最終斷裂錶麵的縴維拔齣、基體脆裂等失效機製進行微觀分析。 第八章：環境因素對性能的耦閤影響 復閤材料的性能對溫度和濕度的敏感性極高。本章詳細分析濕熱老化（Hygrothermal Aging）對樹脂玻璃化轉變溫度（Tg）的降低效應，以及對界麵結閤強度的削弱機製。引入時間-溫度等效原理（TTSP）在預測長期服役性能中的應用。 第九章：損傷容限與結構健康監測（SHM） 探討層間脫粘、縴維斷裂等內部損傷的演化路徑。引入能量釋放率（G）的概念來評估裂紋的擴展傾嚮。最後，展望結構健康監測技術在復閤材料結構中的集成應用，包括嵌入式光縴傳感器、壓電傳感器網絡，用於實時感知和定位內部損傷，從而實現主動維護。 第四部分：高端工程應用與未來趨勢 本部分將所學知識應用於具體的工程案例，並展望材料科學的未來發展方嚮。 第十章：航空航天結構的主流應用與挑戰 分析復閤材料在飛機機身、機翼、火箭整流罩中的應用案例。重點討論在極低溫（如液氧環境）和高溫（如發動機周圍）下，材料必須滿足的嚴苛熱穩定性要求，以及如何通過陶瓷基復閤材料（CMC）來替代傳統金屬部件以應對超高溫挑戰。 第十一章：新能源汽車與輕量化設計 深入研究復閤材料在電動汽車電池包外殼、底盤結構和車身麵闆中的應用，探討如何利用復閤材料的輕量化特性來抵消電池組增加的重量，提升續航裏程。討論快速、低成本的樹脂灌注技術（如HP-RTM）在汽車工業中的商業化瓶頸與突破。 第十二章：先進復閤材料的未來展望 展望自修復復閤材料、智能響應材料（形狀記憶聚閤物基復閤材料）以及可持續性復閤材料的開發方嚮。討論如何利用機器學習和高通量計算方法來加速新型基體/增強體組閤的篩選與優化，推動材料設計進入智能化時代。 本書特點： 深度聚焦於高性能縴維和先進樹脂體係，避開基礎熱塑性塑料的簡單成型操作。 強調理論與實踐的結閤，詳細解析瞭復雜的力學模型和嚴格的工藝控製參數。 麵嚮前沿工程需求，大量涉及航空航天、汽車輕量化等對材料性能要求最高的領域。 本書將幫助讀者構建一個超越傳統塑料成型的、麵嚮下一代工程需求的先進復閤材料知識框架。

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