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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kirk-Othmer

出品人:

頁數:890

译者:

出版時間:2006-3

價格:919.00 元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780471485049

叢書系列:

圖書標籤:

• 化學科技
• 化學工程
• 化學工業
• 百科全書
• 技術手冊
• 化學工藝
• 材料科學
• 工業化學
• 化學反應
• 應用化學

深入探索材料科學與工程的邊界：一本關於先進復閤材料的權威著作 書名：Advanced Composite Materials: From Fundamentals to Cutting-Edge Applications 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個關於先進復閤材料領域的全麵、深入的視角，內容涵蓋從材料的基本科學原理到其在現代工程領域中前沿應用的每一個關鍵環節。本書不僅是對現有知識的係統性梳理，更是一本麵嚮未來、緻力於推動復閤材料技術進步的參考指南。 第一部分：復閤材料的基礎理論與結構 本書的第一部分奠定瞭堅實的理論基礎，詳細闡述瞭復閤材料的本質、分類及其核心力學行為。 第一章：復閤材料導論與分類 本章首先界定瞭“復閤材料”的概念，並追溯瞭其發展曆程，從早期的木材和鋼筋混凝土到如今的高性能聚閤物基、金屬基和陶瓷基復閤材料（PMC、MMC、CMC）。重點區分瞭層狀復閤材料（如層壓闆）、縴維增強復閤材料（如碳縴維增強塑料CFR P、玻璃縴維增強塑料GFRP）和結構復閤材料（如夾層結構、蜂窩結構）的結構特性。此外，本章還探討瞭影響復閤材料宏觀性能的微觀結構因素，如界麵、基體與增強相的相互作用。 第二章：增強相的特性與選擇 增強相是決定復閤材料性能的關鍵要素。本章詳細分析瞭主要的增強材料，包括： 無機縴維： 玻璃縴維（E、S、R型）、玄武岩縴維及其在熱穩定性和電學性能上的差異。 碳縴維（CF）： 討論瞭從PAN基、瀝青基到粘膠基碳縴維的製造工藝，以及高模量與高強度碳縴維的結構控製，包括石墨化程度對拉伸模量的影響。 芳綸縴維（Aramid）： 重點介紹如Kevlar和Nomex的獨特柔韌性、耐衝擊性和能量吸收特性。 納米增強體： 深入探討瞭碳納米管（CNTs）、石墨烯（Graphene）及其氧化物（GO/rGO）在提高復閤材料的機械強度、導電性和阻熱性方麵的潛力與麵臨的挑戰，特彆是分散均勻性問題。 第三章：基體材料的化學與性能 基體材料不僅是連接增強相的介質，也承擔著荷載傳遞、保護增強相免受環境侵蝕的重要作用。本章對三類主要基體進行瞭深入剖析： 聚閤物基體： 重點介紹環氧樹脂（Epoxy）、聚氨酯（PU）、苯氧乙烯（Bismaleimide, BMI）和聚酰亞胺（Polyimide, PI）的熱固化動力學、玻璃化轉變溫度（Tg）及其對服役溫度的限製。 金屬基體： 探討瞭鋁閤金、鈦閤金和鎳基超閤金在復閤材料中的應用，著重分析高溫下的基體-縴維界麵反應控製。 陶瓷基體： 分析瞭碳化矽（SiC）、氧化鋁（Al2O3）等在極高溫度和侵蝕環境中的應用優勢，以及其固有的脆性帶來的加工難題。 第四章：界麵科學與性能錶徵 界麵是復閤材料中最關鍵的區域。本章專門研究界麵粘閤強度、界麵相的形成機製及其對整體力學行為的耦閤影響。使用透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）結閤X射綫光電子能譜（XPS）等先進錶徵技術，分析界麵化學鍵的類型和密度。此外，本章還詳細介紹瞭復閤材料的力學性能測試標準（如ASTM D3039拉伸測試、ASTM D790彎麯測試）以及損傷容限（Damage Tolerance）的評估方法。 第二部分：先進製造工藝與技術 本部分聚焦於如何將基礎材料轉化為高性能結構件，涵蓋瞭從傳統鋪層到快速成型技術的全過程。 第五章：傳統鋪層與固化技術 詳細介紹瞭航空航天工業中最常用的濕法鋪放（Wet Lay-up）、預浸料（Prepreg）鋪放技術，以及真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）和樹脂灌注（Resin Infusion）工藝。針對預浸料，深入探討瞭熱壓罐（Autoclave）固化過程中的溫度/壓力麯綫優化，以消除孔隙率和內應力。 第六章：非熱壓罐（Out-of-Autoclave, OOA）成型技術 隨著成本控製和小型化需求，OOA技術日益重要。本章比較瞭真空袋技術（Vacuum Bagging）、真空輔助工藝（RTM/LRTM）在製造大型或復雜幾何形狀部件中的優缺點。特彆關注瞭快速成型技術如快速熱循環（RTC）對固化時間縮短和能耗降低的貢獻。 第七章：增材製造（3D打印）復閤材料 這是當前研究的熱點。本章重點討論瞭利用熔融沉積成型（FDM）打印連續縴維增強熱塑性復閤材料（如CF/PEEK, CF/PAEK）的技術挑戰，包括縴維/基體間的界麵結閤、層間粘結強度和打印過程中的縴維取嚮控製。同時，探討瞭選擇性激光燒結（SLS）在製造高精度陶瓷基復閤材料零部件中的應用。 第八章：復閤材料的連接與後處理 復閤材料的連接是係統集成中的難點。本章詳細分析瞭機械連接（螺栓、鉚釘）與膠接（Adhesive Bonding）的優缺點。對於膠接，深入探討瞭錶麵預處理技術（如等離子體處理、化學蝕刻）對膠接強度的影響，以及膠層失效模式的分析。 第三部分：性能評估、損傷檢測與服役行為 理解復閤材料在真實世界中的長期行為是確保安全的關鍵。 第九章：蠕變、疲勞與斷裂力學 復閤材料的蠕變行為與各嚮異性密切相關。本章闡述瞭考慮多種失效模式（如基體開裂、縴維拔齣、分層）的宏觀粘塑性模型。重點介紹瞭復閤材料的疲勞載荷下的損傷演化路徑，包括S-N麯綫的修正和疲勞壽命預測模型。此外，還引入瞭模式I、模式II和混閤模式下的層間剪切裂紋擴展理論。 第十章：原位損傷檢測與無損評估（NDE） 為瞭確保飛行器、橋梁和風力渦輪葉片的結構健康，實時監測至關重要。本章詳述瞭超聲波C掃描、聲發射（AE）技術、紅外熱成像（IR Thermography）在識彆和定位分層、孔隙、縴維斷裂等內部缺陷中的應用。特彆強調瞭利用機器學習算法處理大規模NDE數據，實現自動化缺陷識彆和健康評估的最新進展。 第十一章：環境效應與長期耐久性 濕熱老化、紫外綫照射和化學侵蝕對復閤材料性能的影響不容忽視。本章量化瞭水分子對聚閤物基體吸濕膨脹和Tg降低的效應。探討瞭縴維/基體界麵在濕熱條件下的水解敏感性，以及如何通過錶麵塗層或改性基體來提高復閤材料的耐候性和阻燃性。 第四部分：前沿應用與未來趨勢 本書的最後一部分展望瞭復閤材料在未來高技術領域的廣闊前景。 第十二章：航空航天結構的應用挑戰 分析瞭復閤材料在飛機機身、機翼、火箭箭體等結構中實現輕量化、提高抗衝擊性和抗疲勞性能的最新案例。探討瞭極端環境（如高超音速飛行）下CMC材料的熱防護係統（TPS）設計理念。 第十三章：新能源與土木工程應用 在新能源領域，重點關注瞭碳縴維復閤材料在風力渦輪機葉片、高壓儲氫罐（Type IV 壓力容器）中的設計優化。在土木工程方麵，介紹瞭縴維增強聚閤物（FRP）在橋梁加固、耐腐蝕管道製造中的成功實踐，以及其與傳統鋼筋混凝土的長期協同作用模型。 第十四章：智能復閤材料與多功能集成 本章探討瞭集成傳感、自修復和形狀記憶功能的智能復閤材料。介紹瞭植入光縴傳感器（Fiber Bragg Grating, FBG）監測結構應力的技術，以及微膠囊自修復技術在“愈閤”微小裂紋方麵的最新突破，旨在實現結構與功能的統一。 本書內容翔實，圖錶豐富，涵蓋瞭從基礎到應用的完整鏈條，是材料工程師、結構設計師、研究人員以及高年級本科生和研究生理解和掌握先進復閤材料技術的必備參考書。

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這本書的排版和細節處理，透露齣齣版方對知識傳承的敬畏之心。紙張的質感厚實，即便是高密度油墨印刷的復雜圖錶和光譜數據，也保持瞭極高的清晰度，長時間翻閱眼睛不易疲勞。我注意到一個非常人性化的設計：在介紹一些曆史悠久的經典反應（如費托閤成或哈伯法）時，它會穿插一些簡短的“曆史側記”，介紹早期科學傢的實驗環境和思路，這極大地豐富瞭閱讀的趣味性，避免瞭純技術文獻可能帶來的枯燥感。例如，在探討高效氧化劑的閤成路綫時，書中對反應路徑選擇的討論，清晰地展示瞭經濟性與反應速率之間的權衡取捨，而不是簡單地給齣一個“最優”答案。它教導讀者如何進行批判性思考，如何權衡多方變量，這對於培養一名成熟的工程師至關重要。這本書的重量和厚度，就像一座知識的堡壘，讓人感到踏實和可靠。

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這本名為《化學技術百科全書》的巨著，與其說是工具書，不如說是一扇通往化學世界深邃殿堂的宏偉門戶。初次翻閱時，我被其浩瀚的篇幅和嚴謹的結構深深震撼。它並非那種淺嘗輒止的科普讀物，而是真正深入到化學工程、應用化學以及相關交叉學科的每一個角落。例如，對於催化劑的研究部分，它不僅羅列瞭已知的各類催化劑的種類和基本原理，更是詳盡地闡述瞭從實驗室閤成到工業化量産過程中所麵臨的動力學挑戰、熱力學限製以及材料科學的最新突破。我尤其欣賞作者團隊在處理復雜流程圖時的清晰度——那些原本晦澀難懂的反應路徑和分離提純步驟，經過精心的圖文結閤，變得邏輯分明，即便是初入此道的學生也能順藤摸瓜，找到問題的關鍵癥結所在。這本書的價值在於它的“全麵性”與“深度”的完美平衡，它能讓經驗豐富的老工程師在迴顧經典工藝時有所啓發，也能讓年輕的研究人員快速建立起對某一特定技術領域的係統認知框架。它所涵蓋的範圍之廣，從基礎的化學計量到尖端的納米材料製備，無不體現瞭現代化學工業的脈絡與精髓。

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當我需要查找關於高分子閤成特定反應條件優化時，我幾乎是本能地會轉嚮這本《化學技術百科全書》。它的索引係統設計得極為精妙，即便涉及到非常小眾或新興的聚閤物改性技術，也能通過關鍵詞的層層遞進快速定位到核心章節。我上次為瞭解決一個關於反應器內壁結垢的問題，書中關於流體力學和錶麵化學的交叉章節給予瞭我決定性的思路。那部分內容沒有停留在理論公式的堆砌，而是結閤瞭大量的工業案例和故障分析報告，用近乎案例研究的方式呈現瞭不同操作參數（如剪切速率、溫度梯度、進料濃度波動）如何直接影響材料的沉積速率和粘附力。更令人贊嘆的是，它對於安全與環保標準的更新速度也跟得上時代步伐。書中涉及新工藝介紹時，總會附帶提及相應的“綠色化學”替代方案及其環境影響評估指標，這在我進行項目可行性研究時，提供瞭非常寶貴的閤規性參考。可以說，這本書不僅僅是知識的載體，更是一部結閤瞭工程實踐智慧的行動指南。

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對於任何緻力於在化學領域深耕的人士而言，《化學技術百科全書》無疑是一筆值得的投資。它所提供的知識覆蓋麵，使得跨學科的閤作和理解變得更加順暢。我曾利用它來理解製藥工業中活性藥物成分（API）的結晶過程，書中關於溶劑選擇、過飽和度控製和晶型轉變的詳細論述，直接幫助我優化瞭下遊産品的穩定性和生物利用度。它不是一本讀完就可以束之高閣的書，它更像是一個持續進化的知識庫，隨著行業的進步，它所提供的參考框架依然堅固有效。它的權威性源於其嚴謹的同行評審流程和對前沿文獻的充分吸收，每一次我試圖去尋找一個更權威的單一來源時，最終都會發現這本書已經囊括瞭該領域最核心、最被廣泛認可的論點。它為你打下瞭堅實的理論地基，使得你在未來麵對未知的技術挑戰時，能夠自信地運用已學的基本原理去推導和解決問題。

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坦白說，這本書的閱讀體驗並非總是輕鬆愉快的，它的專業術語密度極高，對於非化學專業齣身的讀者來說，可能需要手邊常備一本詞典。然而，正是這種不妥協的專業性，使其在學術圈內享有盛譽。我最喜歡它對“單元操作”的拆解與重構。比如在講解蒸餾塔的設計時，它不僅僅提供瞭 McCabe-Thiele 圖或 Rigorous Simulation 的數學模型，更深入探討瞭填料與塔盤的結構演變曆史，解釋瞭為何在特定壓力和溫度窗口下，某種特定幾何形狀的填料會展現齣卓越的傳質效率。這種對曆史發展脈絡的梳理，讓讀者明白技術革新並非空中樓閣，而是無數次實踐、失敗與優化的結晶。我曾花瞭一個下午的時間，僅僅研究瞭其中關於氣液相傳質阻力計算的幾個不同模型的適用範圍對比，從中領悟到理論模型選擇的哲學——沒有絕對完美的模型，隻有最適閤當前工況的近似。這種深度剖析，是其他任何速成手冊無法比擬的。

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