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出版者:Morgan & Claypool

作者:Mailloux, Robert/ Balanis, Constantine (EDT)

出品人:

页数:92

译者:

出版时间:

价格:309.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9781598291827

丛书系列:

图书标签:

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深入理解先进材料的理论与应用：一本聚焦于高分子与复合材料的权威著作 书籍名称： 暂定为《高分子与复合材料的结构、性能及前沿应用》 书籍简介： 本书旨在全面、系统地阐述当代高分子科学与复合材料工程领域的核心理论、关键技术以及新兴应用方向。内容覆盖从基础的分子结构与形态学，到宏观性能的精确表征，再到面向特定工业需求的材料设计与制造工艺，为材料工程师、科研人员以及高年级本科生提供了一本深度与广度兼备的参考资料。 第一部分：高分子科学基础——结构与热力学 本部分从最基本的化学结构单元入手，深入探讨了各类合成高分子（如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、环氧树脂等）的分子链构象、拓扑结构及其在不同加工状态下的微观形态演变。重点分析了聚合反应的动力学模型，包括自由基聚合、配位聚合及开环聚合等，并详细阐述了高分子溶液的热力学性质，例如粘度、凝胶点和相分离现象，这对于理解和控制聚合物的加工性能至关重要。 我们引入了先进的分析技术，如固态核磁共振（ssNMR）、同步辐射小角X射线散射（SAXS）和透射电子显微镜（TEM）在解析高分子复杂微观结构中的应用。通过对结晶行为、玻璃化转变温度（Tg）和热机械分析（TMA）的深入讨论，揭示了温度对聚合物性能的决定性影响。此外，本书还专门辟章论述了高分子共混物和合金的相容性理论，包括Flory-Huggins理论的现代修正及其在多组分体系中的实际指导意义。 第二部分：先进复合材料的力学基础与界面科学 复合材料是现代工程结构和功能组件的核心。本部分聚焦于纤维增强复合材料（FRPs）的力学性能预测和优化。首先，详细回顾了经典的强度理论，如Miomna-Halpin模型和Tsai-Hill准则，并扩展到对损伤容限和断裂韧性的评估。我们特别关注了层合板的经典层合板理论（CLT），并引入了对厚板和非线性效应的修正模型。 界面是复合材料的灵魂。书中对纤维/基体界面之间的物理化学相互作用进行了详尽的分析，包括偶联剂的作用机理、界面应力传递效率的量化方法，以及界面区（Interphase）对整体材料性能（特别是疲劳和蠕变性能）的影响。我们利用原子力显微镜（AFM）和声发射技术在界面损伤演化监测中的应用案例进行了阐述。 第三部分：功能性高分子与智能材料系统 超越传统的结构应用，本书深入探讨了高分子材料在电学、光学和生物医学领域的前沿发展。在电子材料方面，重点介绍了导电高分子（如聚苯胺、PEDOT:PSS）的电荷传输机制、掺杂技术以及其在有机发光二极管（OLED）和柔性电子器件中的应用。光学材料部分，则侧重于高折射率聚合物、光学薄膜的制备及其在光波导和显示技术中的潜力。 智能材料是本部分的亮点。我们详细剖析了形状记忆聚合物（SMPs）的驱动机制，包括热诱导和光诱导的形变恢复过程，并展示了它们在可穿戴技术和自修复结构中的突破性应用。此外，对压电/铁电高分子材料的电场响应特性、制备方法（如拉伸双轴取向）及其在传感器和执行器中的集成设计进行了深入探讨。 第四部分：高性能复合材料的制造工艺与先进技术 高效、可靠的制造工艺是实现高性能材料性能的关键。本部分系统梳理了从传统到尖端的复合材料制造技术。传统工艺方面，详细分析了树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂灌注（VARI）和拉挤成型（Pultrusion）的工艺参数控制与缺陷成因分析。 针对航空航天等高要求领域，本书对热压罐（Autoclave）固化过程的温度-压力耦合模拟进行了深入的数值分析，强调了优化固化曲线以消除孔隙和内应力的重要性。此外，我们重点介绍了增材制造（Additive Manufacturing）技术在复合材料领域的应用，特别是用于纤维缠绕和连续纤维增强热塑性复合材料的层层堆积技术，并探讨了如何控制3D打印过程中的纤维取向和界面结合质量。 第五部分：材料的寿命预测与可持续性挑战 材料的长期可靠性是工程应用的基础。本部分涵盖了高分子和复合材料的退化机制。对紫外辐射、热氧化、水解和化学侵蚀等老化过程的分子机理进行了详细阐述。重点介绍了加速老化试验的设计原则，以及基于寿命累积损伤模型（如Miner法则）的剩余寿命预测方法。 在可持续发展的大背景下，本书对高性能聚合物的回收和再利用技术给予了高度关注。分析了化学解聚法（如醇解、水解）在回收热固性树脂中的可行性，并探讨了新型生物基和可降解高性能聚合物的研究进展，旨在为构建更绿色的材料循环体系提供理论支撑和技术路径。 总结： 本书内容丰富、覆盖面广，不仅对高分子物理和复合材料力学的核心原理进行了严谨的梳理，更紧密结合了当前工业界和学术界关注的热点，如智能响应、增材制造和材料循环经济。通过整合理论基础、实验表征与工程应用，本书旨在成为材料科学领域研究者与工程师手中的必备工具书，推动下一代高性能材料的创新与发展。

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