本书重点介绍了树脂基复合材料成型工艺、树脂基结构复合材料、树脂基功能复合材料、树脂基纳米复合材料,同时也对陶瓷基复合材料、金属基复合材料、碳/碳复合材料、智能复合材料的制造技术、性能和应用等进行了论述,既包含传统结构材料,又有功能材料,内容全面具体。
本书可供从事复合材料研究、生产和应用的各类技术人员参考,同时也可作为相关企业和行业的培训教材。
适读人群 ：本书可供从事复合材料研究、生产和应用的各类技术人员参考,同时也可作为相关企业和行业的培训教材。
本书在扼要介绍先进复合材料基础知识的前提下，对树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、结构复合材料、功能复合材料、纳米复合材料、碳/碳复合材料与智能复合材料的制造技术、性能特点和应用实例等进行了较为详尽的论述，是复合材料行业从事研究、设计、制造、管理、经营与教学人员等必读必备之书，也可作为培训教材使用。
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有高比强度、高比模量、耐化学腐蚀和耐候性好、耐烧蚀、抗弹、透波、隐身、制造技术先进等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在武器装备和高新技术装备研制中具有不可替代的作用。近年来随着高新技术在复合材料设计、研究、制造等方面应用日趋深入,使复合材料技术得到快速发展,呈现出光明的发展前景。
本书在扼要介绍先进复合材料基础知识的前提下,对树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、结构复合材料、功能复合材料、纳米复合材料、碳/碳复合材料与智能复合材料的制造技术、性能特点和应用实例等进行了较为详尽的论述,是复合材料行业从事研究、设计、制造、管理、经营与教学人员等必读必备之书,也可作为培训教材使用。
本书突出实用性、先进性,理论叙述从简,侧重于用实例和实用数据说明问题,结构与层次合理严谨,语言通俗易懂,数据翔实可靠,若本书的出版发行能对我国的复合材料技术创新与技术进步起到促进作用,作者将感到十分欣慰。
本书编写过程中得到了李萍、石磊的大力协助,在此表示感谢! 文中不妥之处在所难免。敬请读者批评指正。
编者
2017.12
第一章 复合材料基础 1
第一节 基础知识 1
第二节 复合材料的特点与优势 1
第三节 复合材料的功能作用 4
一、在国防建设中的功能作用 4
二、在国民经济建设中的功能作用 7
三、在高新技术工程中的功能作用 8
第四节 复合材料发展趋势 9
第二章 树脂基复合材料成型工艺 16
第一节 预浸料制造技术 16
一、预浸料基础知识 16
二、连续纤维(或织物)预浸料 19
三、短切纤维预浸料 30
四、预成型坯体的制造 35
五、模塑粉料的制造 37
第二节 模压成型技术 37
一、成型设备 38
二、模压成型模具 39
三、模压成型工艺 41
四、模压成型中易出现的问题与解决方法 48
第三节 纤维缠绕成型技术 52
一、简介 52
二、缠绕设备 52
三、芯模 60
四、缠绕成型工艺 63
第四节 复合材料低压成型技术 66
一、手糊成型技术 67
二、喷射成型技术 75
三、铺层成型技术 80
第五节 热压罐成型工艺 84
一、简介 84
二、模具 86
三、热压罐成型工艺过程 87
第六节 挤拉成型技术 87
一、简介 87
二、挤拉成型设备 88
三、成型工艺过程 93
四、挤拉成型中应注意事项,常见缺陷和改进方法 96
第七节 树脂传递模塑 97
一、简介 97
二、设备及参数 99
三、预成型工艺 100
四、RTM 工艺过程 101
第八节 发展中的制造技术 104
一、三维纺织复合材料制造技术 104
二、真空辅助成型工艺 105
三、微波辅助挤拉工艺 105
第三章 树脂基结构复合材料 106
第一节 玻璃纤维及其树脂基结构复合材料 106
一、玻璃纤维 106
二、玻璃纤维增强热塑性树脂量复合材料 109
三、玻璃纤维增强热固性树脂基复合材料 122
第二节 碳纤维及其树脂基结构复合材料 133
一、碳纤维 133
二、碳纤维增强热塑性树脂基复合材料 139
三、碳纤维增强热固性树脂基复合材料 144
第三节 芳纶纤维及其树脂基结构复合材料 150
一、全芳香聚酰胺纤维及其树脂基复合材料 150
二、芳纶共聚纤维 158
三、其他芳纶纤维及其树脂基结构复合材料 160
第四节 超高分子量聚乙烯纤维及其树脂基结构复合材料 165
一、超高分子量聚乙烯纤维 165
二、超高分子量聚乙烯纤维增强树脂基复合材料 167
第五节 机纤维及其树脂基结构复合材料 169
一、硼纤维及其树脂基复合材料 169
二、碳化硅纤维及其树脂基复合材料 171
三、氧化铝纤维及其树脂基复合材料 174
四、高硅氧纤维与石英纤维及其树脂基复合材料 176
第六节 晶须及其树脂基结构复合材料 178
一、晶须 178
二、晶须增强树脂基复合材料 179
三、钛酸酯晶须及其树脂基复合材料 179
第七节 混杂纤维增强树脂基结构复合材料 181
一、基本特点 181
二、制造方法 182
三、性能 182
第四章 树脂基功能复合材料 185
第一节 树脂基压电复合材料 185
一、简介 185
二、压电陶瓷/聚合物复合材料设计 186
三、压电陶瓷/聚合物复合材料的制备工艺 186
四、压电陶瓷/聚合物复合材料的性能 189
五、几种类型的压电复合材料 191
第二节 树脂基磁性复合材料 194
一、铁氧体类磁性树脂基复合材料 194
二、稀土型磁性复合材料 197
三、纳米永磁复合材料 200
第三节 树脂基隐身复合材料 205
一、隐身技术简介 205
二、隐身技术途径 206
三、结构型吸波材料 207
四、结构隐身复合材料的设计 213
五、碳纤维结构隐身材料 215
第四节 树脂基透波复合材料 217
一、透波材料基础 217
二、树脂基透波复合材料 219
三、典型的树脂基透波复合材料 222
第五节 树脂基装甲防护复合材料 226
一、轻型装甲用纤维复合材料 226
二、防弹纤维复合材料最佳树脂含量 229
三、防弹复合材料性能 231
四、混杂纤维复合材料及其弹道性能 233
五、新型抗弹纤维复合材料 236
第六节 树脂基耐热耐烧蚀复合材料 241
一、酚醛耐热耐烧蚀复合材料 241
二、有机硅耐热耐烧蚀复合材料 254
三、聚芳基乙炔耐烧蚀耐热复合材料 258
第五章 树脂基纳米复合材料 263
第一节 纳米增强改性剂 263
一、纳米增强黏土改性剂 263
二、纳米碳酸钙增强改性剂 264
三、机纳米粒子增强改性剂 265
四、纳米碳管增强改性剂 266
五、纳米纤维增强改性剂 267
第二节 热固性树脂基纳米复合材料 269
一、环氧树脂基纳米复合材料 269
二、酚醛树脂基纳米复合材料 274
三、不饱和聚酯基纳米复合材料 277
四、聚氨酯基纳米复合材料 280
第三节 热塑性树脂基纳米复合材料 283
一、聚酰胺纳米复合材料 283
二、纳米SiO2/聚碳酸酯复合材料 289
三、纳米CaCO3/聚甲醛复合材料 291
四、聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米复合材料 293
五、聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料 297
六、纳米蒙脱土/聚对苯二甲酸丙二醇酯复合材料 301
第四节 特种树脂基纳米复合材料 303
一、聚酰亚胺纳米复合材料 303
二、聚四氟乙烯纳米复合材料 309
三、聚苯硫醚纳米复合材料 311
四、聚醚醚酮纳米复合材料 312
第五节 本征聚合物基纳米复合材料 313
一、纳米黏土改性聚苯胺复合材料 313
二、聚吡咯纳米复合材料 314
三、纳米TiO2/聚乙烯吡咯烷酮导电复合材料 316
第六章 陶瓷基复合材料 318
第一节 基础知识 318
一、简介 318
二、原材料 319
第二节 陶瓷基复合材料制造技术 323
一、连续纤维增强陶瓷基复合材料制造技术 323
二、晶须(短纤维)增强陶瓷基复合材料制造技术 328
三、颗粒分散型陶瓷基复合材料制造技术 332
第三节 陶瓷基结构复合材料 336
一、连续纤维增强陶瓷基结构复合材料 336
二、晶须(短纤维)增强陶瓷基结构复合材料 340
第四节 陶瓷基功能复合材料 344
一、陶瓷基透波复合材料 344
二、梯度陶瓷装甲防护材料 347
三、陶瓷基耐热耐烧蚀复合材料 353
第五节 陶瓷基纳米复合材料 357
一、纳米颗粒复合陶瓷的强韧化机制 357
二、沉淀法制备高性能纳米SiC/Al2O3 陶瓷基复合材料 359
三、添加法制备纳米Al2O3 陶瓷基复合材料 360
四、微波烧结法制备纳米Al2O3/ZrO2 (3Y)陶瓷基复合材料 361
五、刀具用纳米Al2O3/亚微米TiC复合材料 363
六、纳米Fe3Al/Al2O3 粒子增强复合材料 364
七、纳米TiO2-MnO2 复合材料 366
八、纳米TiN/TiC复合材料 368
九、TiC/Si3N4 纳米复合材料 370
第七章 金属基复合材料 372
第一节 金属基复合材料制造技术 372
一、简介 372
二、固态制造技术 373
三、液态制造技术 376
四、原位自生成技术 383
五、物理气相沉积技术 384
六、化学气相沉积技术 385
七、电镀、化学镀和复合镀技术 385
第二节 纤维增强金属基复合材料 386
一、简介 386
二、碳纤维增强金属基复合材料 388
三、纤维增强铝基复合材料 390
四、石墨纤维增强铜基复合材料 393
第三节 颗粒增强金属基复合材料 394
一、碳化硅颗粒增强金属基复合材料 394
二、Al2O3/6-6-3青铜复合材料 397
第四节 金属基纳米复合材料 400
一、铁基纳米复合材料 400
二、铝基纳米复合材料 402
三、纳米SiO2 改性Cu、Co基复合材料 409
四、纳米TiO2-Co复合材料 411
第八章 碳/碳复合材料 414
第一节 基础知识 414
一、简介 414
二、性能特点 414
三、碳/碳复合材料的应用 415
第二节 碳/碳复合材料制造技术 420
一、碳/碳复合材料用碳纤维 420
二、碳/碳复合材料的基体前驱体 422
三、碳/碳复合材料的制备 426
第三节 耐烧蚀碳/碳复合材料 436
一、碳/碳复合材料-酚醛双基体烧蚀防热材料 436
二、锆改性碳/碳烧蚀复合材料 438
三、碳/碳复合材料固体发动机喷管 439
第四节 碳/碳复合材料刹车盘(片)与生物应用 441
一、航空用碳/碳复合材料刹车盘 441
二、用梯度式CVD致密技术制造碳/碳复合材料刹车盘 444
三、用改进型CVD工艺制造碳/碳复合材料刹车盘 444
四、碳/碳复合材料的生物应用 446
第九章 智能复合材料 450
第一节 基础知识 450
一、基本概念与范畴 450
二、主要品种与分类 451
三、基本特点 452
四、作用与长远意义 453
第二节 智能复合材料结构与系统 454
一、基础材料 454
二、结构与系统 459
三、应用 463
第三节 智能压电材料 467
一、主要品种、结构与性能 467
二、在智能复合材料系统中的作用 468
三、应用 469
第四节 智能磁致伸缩材料 471
一、简介 471
二、智能磁致伸缩材料的应用 471
三、超磁致伸缩合金 474
第五节 智能形状记忆材料 476
一、形状记忆合金 476
二、形状记忆陶瓷 479
参考文献 481
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