纤维复合材料 中国战略性新兴产业 新材料PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 纤维增强复合材料的概念 1

1.1.1 按照基体材料划分 3

1.1.2 按照纤维划分 3

1.1.3 按照使用领域划分 4

1.1.4 按照使用层级或历史划分 4

1.1.5 按照复合材料使用形态划分 4

1.2 纤维增强复合材料的发展历程 5

1.2.1 复合材料科学与应用的成型阶段 5

1.2.2 复合材料科学与应用的成型阶段 6

1.2.3 复合材料的发展与壮大 7

1.2.4 复合材料的成熟与普及 9

1.2.5 复合材料发展年代谱及区域发展特征 10

1.3 纤维增强复合材料的特点 11

1.3.1 复合材料的物理机械性能特征 11

1.3.2 复合材料的应用局限与改进方向 14

1.4 纤维增强复合材料的应用 15

1.4.1 航空应用 15

1.4.2 航天应用 19

1.4.3 其他军事应用 21

1.4.4 汽车和轨道交通应用 23

1.4.5 能源应用 26

1.4.6 体育休闲用品应用 27

1.4.7 海洋应用 27

1.4.8 基础设施应用 28

1.5 先进复合材料的发展前景展望 29

1.5.1 复合材料设计和模拟发展前景展望 30

1.5.2 材料科学的发展前景展望 31

1.5.3 制造工程的发展前景展望 33

1.5.4 应用领域和市场的发展前景展望 34

参考文献 36

第2章 增强纤维及基体材料 37

2.1 增强纤维 37

2.1.1 碳纤维 37

2.1.2 芳香族聚酰胺纤维（芳纶） 44

2.1.3 高强高模聚乙烯纤维 47

2.1.4 天然纤维 51

2.1.5 硼纤维 55

2.1.6 陶瓷纤维 61

2.2 基体材料简述 66

2.2.1 热固性树脂 66

2.2.2 热塑性树脂 66

2.2.3 金属基体 67

2.2.4 陶瓷基体 67

2.3 热固性树脂 67

2.3.1 不饱和聚酯树脂 67

2.3.2 环氧树脂 69

2.3.3 乙烯基酯树脂 70

2.3.4 双马来酰亚胺树脂 71

2.3.5 热固性聚酰亚胺 72

2.3.6 氰酸酯树脂 73

2.4 热塑性树脂 74

2.4.1 聚醚醚酮 74

2.4.2 聚苯硫醚 75

2.4.3 聚砜 75

2.4.4 热塑性聚酰亚胺 75

2.5 纤维表面处理 76

2.5.1 碳纤维表面处理 76

2.5.2 玻璃纤维表面处理 83

2.5.3 芳纶纤维表面处理 86

2.6 纤维与基体的复合技术 91

2.6.1 预浸料 91

2.6.2 片状模压料 95

2.6.3 热塑性基体与纤维的复合 99

参考文献 103

第3章 纤维增强复合材料的理论基础 110

3.1 复合材料的界面理论和界面控制 110

3.1.1 聚合物基复合材料的界面 112

3.1.2 金属基复合材料的界面 116

3.1.3 陶瓷复合材料的界面 118

3.1.4 复合材料的界面控制 119

3.2 复合材料的复合理论 122

3.2.1 单向连续纤维增强复合材料 122

3.2.2 短纤维增强原理 128

3.3 复合材料的设计及强度 130

3.3.1 单层失效准则 131

3.3.2 单层的强度比方程 133

3.3.3 结构设计 133

3.3.4 接头设计 143

参考文献 145

第4章 复合材料力学性能及测试方法 147

4.1 复合材料中组分的力学性能 147

4.1.1 纤维的力学性能 147

4.1.2 基体的力学性能 149

4.1.3 纤维与基体界面力学性能 149

4.2 复合材料力学性能测试 150

4.2.1 复合材料的拉伸性能 151

4.2.2 复合材料的弯曲性能 152

4.2.3 复合材料的剪切性能 153

4.2.4 复合材料的压缩性能 154

4.2.5 复合材料的蠕变性能 155

4.2.6 复合材料的疲劳性能 156

4.2.7 复合材料的冲击性能 158

参考文献 159

第5章 复合材料成型工艺 160

5.1 复合材料成型简介 160

5.2 手糊成型 161

5.3 模压成型 164

5.3.1 模压成型工艺的特点和分类 165

5.3.2 短纤维模压料模压成型 165

5.3.3 片状模压料模压成型 166

5.3.4 BMC工艺 168

5.4 拉挤成型 170

5.4.1 拉挤成型工艺 170

5.4.2 工艺控制 172

5.4.3 拉挤设备 173

5.4.4 拉挤产品的应用 174

5.5 纤维缠绕 175

5.5.1 缠绕工艺 175

5.5.2 缠绕工艺的分类 177

5.5.3 缠绕规律分类 178

5.6 液态成型工艺 180

5.6.1 液体成型基本工艺 180

5.6.2 树脂传递模塑成型 181

5.6.3 真空辅助RTM成型及其他液体成型工艺 184

5.7 其他复合材料成型工艺 185

参考文献 188

第6章 树脂基复合材料的低成本制备技术 190

6.1 低温固化复合材料技术 190

6.1.1 低温固化复合材料树脂基体 191

6.1.2 低温固化复合材料成型技术 195

6.2 复合材料液态成型技术 197

6.2.1 树脂传递模塑成型 198

6.2.2 真空辅助树脂传递模塑 198

6.2.3 树脂浸渍模塑成型工艺 199

6.2.4 树脂膜渗透成型工艺 200

6.2.5 结构反应注射模塑成型 200

6.3 复合材料缠绕与自动铺放技术 201

6.3.1 复合材料缠绕技术 201

6.3.2 复合材料自动铺带技术 204

6.3.3 复合材料自动铺丝技术 207

6.4 电子束固化复合材料技术 209

6.4.1 电子束固化复合材料技术概述 209

6.4.2 电子束固化复合材料技术国内外发展概况 210

6.5 3D打印技术 210

6.5.1 立体光固化技术 211

6.5.2 熔融沉积成型 212

6.5.3 选择性激光烧结成型 214

参考文献 215

第7章 高性能热塑性复合材料先进制造技术 220

7.1 热塑性树脂和碳纤维的基本复合方法 222

7.1.1 溶液浸渍法 222

7.1.2 薄膜层压法 222

7.1.3 纤维混合法 222

7.1.4 粉末混合法 222

7.1.5 熔融浸渍法 223

7.1.6 熔融拉挤法 223

7.2 热塑性树脂基碳纤维复合材料的基本成型技术 223

7.2.1 热压罐成型工艺 223

7.2.2 模压成型工艺 224

7.2.3 缠绕成型工艺 224

7.2.4 拉挤成型工艺 225

7.3 热塑性树脂基碳纤维复合材料成型技术的最新进展 225

7.3.1 长碳纤维增强热塑性树脂复合材料的成型技术 225

7.3.2 连续碳纤维增强热塑性复合材料：热塑性树脂转移模塑成型工艺（T-RTM） 227

7.3.3 连续碳纤维增强热塑性复合材料的自动铺放成型技术 230

参考文献 232

第8章 复合材料的回收与利用 236

8.1 物理回收法 236

8.1.1 粉碎回收法 237

8.1.2 电磁分离法 239

8.1.3 重熔再生法 239

8.2 化学回收法 239

8.2.1 热解法 240

8.2.2 催化裂解法 243

8.2.3 溶剂法 243

8.2.4 其他方法 244

8.3 能量回收法 244

参考文献 246

第9章 发展高性能纤维复合材料产业的战略意义 249

9.1 高性能复合材料在国民经济和国防建设中的地位 249

9.1.1 能源利用 250

9.1.2 航天航空领域 250

9.1.3 汽车和轨道交通 250

9.1.4 体育休闲用品 250

9.2 我国高性能纤维复合材料产业发展现状及趋势 251

9.2.1 我国高性能纤维复合材料的发展现状 251

9.2.2 高性能纤维复合材料发展趋势 252

9.3 总结 254

参考文献 254