高性能复合材料学PDF电子书下载

1 概论 1

1.1 高性能复合材料的发展史 1

1.1.1 材料发展史 1

1.1.2 复合材料发展史 2

1.2 复合材料的定义和分类 5

1.2.1 复合材料的定义 5

1.2.2 复合材料的结构 6

1.2.3 复合材料的分类 7

1.3 复合材料的基本特点 9

1.3.1 复合材料的性能具有可设计性 9

1.3.2 材料与构件制造的一致性 10

1.3.3 叠加效应 10

1.3.4 复合材料的不足 11

1.4 复合材料的应用 11

2 高性能复合材料的增强体 13

2.1 概述 13

2.1.1 增强体在复合材料中的作用 14

2.1.2 增强体的分类 15

2.1.3 高性能复合材料对纤维增强体的要求 16

2.1.4 纤维具有高强度的原因 16

2.2 玻璃纤维 17

2.2.1 概述 17

2.2.2 玻璃纤维的种类 18

2.2.3 玻璃纤维的制造 19

2.2.4 玻璃纤维的结构 21

2.2.5 玻璃纤维的性能与应用 21

2.3 硼纤维 23

2.3.1 概述 23

2.3.2 硼纤维的制造 23

2.3.3 硼纤维的结构和组织 25

2.3.4 硼纤维的性能 27

2.3.5 硼纤维的应用 28

2.4 碳纤维 28

2.4.1 概述 28

2.4.2 碳纤维的制造 29

2.4.3 工艺过程中碳纤维的结构变化 33

2.4.4 碳纤维的性能 36

2.5 碳化硅纤维 39

2.5.1 化学气相沉积法制造的碳化硅纤维 40

2.5.2 聚合物转化碳化硅纤维 43

2.6 氧化铝纤维 48

2.6.1 制备氧化铝纤维的几种成功的方法 49

2.6.2 氧化铝纤维的性能及应用 50

2.7 晶须 51

2.7.1 概述 51

2.7.2 晶须的制造方法 51

2.7.3 晶须的性能、结构及应用 53

2.8 颗粒增强体 55

2.8.1 概述 55

2.8.2 颗粒增强体的制备、性能和应用 56

2.9 有机纤维 57

2.9.1 芳纶 57

2.9.2 超高分子量聚乙烯纤维 64

3 复合材料的设计原理和复合理论 70

3.1 概述 70

3.2 材料的使用性能、设计目标和设计类型 71

3.2.1 材料的使用性能和设计目标 71

3.2.2 复合材料的设计类型 72

3.3 复合效应 72

3.3.1 线性效应 72

3.3.2 非线性效应 73

3.4 复合材料设计的内容 74

3.4.1 单元组分材料的选择 74

3.4.2 复合材料制造方法的选择 75

3.5 复合材料力学性能的设计 75

3.5.1 单向复合材料的力学性能设计 75

3.5.2 层合复合材料的力学性能设计 76

3.6 复合材料其他物理性能的复合原理 76

3.6.1 热导率 76

3.6.2 热膨胀系数 77

3.6.3 电导率 77

4 复合材料的界面理论和界面控制 79

4.1 复合材料界面的基本概念 79

4.1.1 界面定义 79

4.1.2 润湿与结合 80

4.1.3 复合材料中纤维与基体的界面 81

4.1.4 复合材料中纤维与基体的界面相容性 82

4.2 界面模型和界面类型 84

4.2.1 界面结合类型 84

4.2.2 金属基复合材料的界面 88

4.3 对界面的要求 92

4.3.1 对界面的力学要求 93

4.3.2 对界面的物理化学要求 94

4.3.3 纤维复合材料受力时界面的力学环境 95

4.4 陶瓷基复合材料的增韧及界面控制 100

4.4.1 陶瓷基复合材料的增韧 100

4.4.2 纤维增强陶瓷基复合材料的界面控制 105

4.4.3 界面相的结构与性能表征 108

5 聚合物基体和高性能聚合物基复合材料 111

5.1 聚合物基体 111

5.1.1 概述 111

5.1.2 环氧树脂 114

5.1.3 酚醛树脂 132

5.1.4 不饱和聚酯树脂 145

5.1.5 高性能树脂 157

5.2 高性能聚合物基复合材料 174

5.2.1 聚合物基复合材料的制造 174

5.2.2 聚合物基复合材料的结构和性能 190

5.2.3 聚合物基复合材料的界面 195

5.2.4 聚合物基复合材料的应用 198

6 金属基体与金属基复合材料 199

6.1 高性能复合材料的金属基体 199

6.1.1 概述 199

6.1.2 用纤维增强金属的原因 200

6.1.3 选择金属基体的原则 201

6.1.4 常用金属基体材料 202

6.1.5 金属的晶体结构和晶体缺陷 205

6.1.6 金属的强化方法 208

6.2 金属基复合材料 210

6.2.1 概述 210

6.2.2 金属基复合材料的制造方法 210

6.2.3 金属基复合材料的界面 224

6.2.4 金属基复合材料的结构与性能 228

6.2.5 金属基复合材料的应用 237

7 陶瓷基体和高性能陶瓷基复合材料 240

7.1 陶瓷概述 240

7.1.1 陶瓷的键合 240

7.1.2 陶瓷的性能 240

7.1.3 陶瓷和玻璃陶瓷的晶体结构 242

7.1.4 常用陶瓷基体材料 245

7.2 高性能陶瓷基复合材料 249

7.2.1 概述 249

7.2.2 高性能陶瓷基复合材料的制造 249

7.2.3 高性能陶瓷基复合材料的结构和性能 271

7.2.4 高性能陶瓷基复合材料的界面 276

7.2.5 高性能陶瓷基复合材料的应用 277

8 高性能复合材料发展现状与发展方向 279

8.1 国内复合材料发展现状与发展方向 279

8.1.1 航天功能复合材料的现状与展望 279

8.1.2 结构复合材料的研究进展 281

8.1.3 值得重视的复合材料研究新动向 282

8.2 国际上对复合材料的展望 284

8.2.1 国际复合材料发展中的普遍性问题 284

8.2.2 国际上对复合材料所存在问题的对策 284

参考文献 285