第一章 绪论 1
第一节 概述 1
一、复合材料的发展 1
二、功能复合材料种类特征 3
三、功能复合效应 4
四、功能复合材料结构与性能的关系 5
第二节 复合材料的复合理论 7
一、复合材料增强机制 7
二、复合材料的复合法则一混合定律 9
第三节 功能复合材料制造方法 11
一、制造方法 11
二、新的制备工艺 11
三、新的制备技术 11
第四节 功能特性的评价 12
第五节 功能复合材料应用与创新 12
参考文献 14
第二章 功能复合材料的界面和优化设计 15
第一节 概述 15
一、表面与界面概述 15
二、表面与界面的理论研究 16
三、复合材料界面强度原位测试技术 16
第二节 功能复合材料的界面 17
一、聚合物基复合材料的界面 17
二、金属基复合材料的界面 26
三、陶瓷基复合材料的界面 28
第三节 复合材料界面的改善 30
一、功能复合材料的界面改善方法 30
二、材料设计的发展 31
三、树脂基复合材料的界面设计 32
四、树脂基复合材料的界面工程 33
第四节 复合材料表面、界面性质的表征 34
一、宏观表征方法 34
二、界面形态的表征 34
三、界面层结构的表征 35
四、界面残余应力的表征 35
五、树脂基复合材料的界面表征 35
第五节 复合材料力学和结构设计基础 38
一、复合材料力学 38
二、复合材料的单层设计 38
第六节 复合材料基体（matrix）材料 48
一、聚合物 48
二、金属 50
三、陶瓷 53
四、碳（石墨） 54
第七节 功能复合材料基础理论设计 55
一、基础理论设计 55
二、设计原则 56
三、结构设计与表征技术 56
四、设计方法 58
第八节 功能复合材料的低成本技术与设计 59
一、概述 59
二、功能复合材料低成本分析 60
三、功能复合材料低成本的技术 66
四、降低成本的策略 68
五、功能复合材料的性能设计及制造一体化 79
六、功能复合材料的设计与计算 83
七、CATIA V5复合材料设计举例 89
八、功能陶瓷复合材料制备工艺设计举例 92
第九节 功能复合材料的CAE虚拟技术设计 94
一、概述 94
二、功能复合材料关键技术设计 94
三、功能复合材料数据技术与体系 95
四、功能复合材料CAE技术设计应用案例 98
参考文献 99
第三章 功能复合材料的制备方法 101
第一节 概述 101
一、功能复合材料制备基础 101
二、碳纤维复合材料 102
三、聚丙烯腈基碳纤维 105
四、PP/CaCO3复合材料制备技术 106
第二节 功能复合材料的制备工艺与方法 107
一、聚合物基复合材料成型加工技术 107
二、金属基复合材料成型加工技术 112
三、陶瓷基复合材料加工技术 112
四、水泥基复合材料加工技术 113
五、碳－碳复合材料的成型加工技术 114
第三节 碳纤维增强碳复合材料制备工艺 114
一、概述 114
二、碳－碳复合材料分类、工艺 114
三、碳－碳复合材料力学性能 115
第四节 聚丙烯腈（PAN）基活性碳纤维生产工艺 118
一、概述 118
二、开发生产工艺现状 118
三、工艺制备方法 118
四、碳纤维的结构和性能 120
五、聚丙烯腈基碳纤维应用 123
第五节 低成本制造增强复合材料的LCM工艺技术及SCRIMP工艺 123
一、ICM工艺技术 123
二、SCRIMPTM成型工艺 124
第六节 纤维增强热塑性片材（GMT）的工艺技术与应用 126
一、概述 126
二、GMT片材的性能和特点 126
三、GMT的生产工艺技术 127
第七节 透明导电薄膜的制备方法现状及应用 128
一、概述 128
二、透明导电膜的性能 129
三、透明导电膜的种类 130
四、TCO薄膜制备工艺 130
五、透明导电薄膜及应用 131
第八节 炭黑－环氧树脂导电复合材料制备方法 132
一、概述 132
二、制备方法 132
三、制备分析 132
第九节 颗粒增强金属基原位复合材料的制备技术 135
一、概述 135
二、原位合成方法 136
三、非平衡态工艺在原位合成中的应用 138
四、原位合成工艺 139
五、颗粒增强金属基复合材料 140
第十节 SiC/G与Cf/SiC复合材料喷嘴成型工艺 141
一、概述 141
二、SiC和Cf/SiC复合材料基体的选择 141
三、SiC和Cf/SiC成型工艺 145
四、制备结果与测试 147
第十一节 多功能性聚苯胺／聚合物纳米复合材料的制备及应用 150
一、概述 150
二、聚苯胺／聚合物纳米复合材料制备方法 150
三、聚苯胺／聚合物纳米复合材料的应用 152
第十二节 聚合物／石墨导电纳米复合材料制备方法 154
一、概述 154
二、碱金属插层聚合法 155
三、膨胀石墨原位聚合法 156
四、膨胀石墨共混复合法 157
参考文献 159
第四章 功能复合材料的表面处理技术 161
第一节 复合材料的表面处理技术概述 161
一、复合材料表面处理技术 161
二、复合材料表面技术 163
第二节 表面处理的意义及一般原则 163
一、极性相似原则 164
二、界面酸碱匹配原则 165
三、为界面形成化学键力提供可能与条件原则 165
四、引入可塑界面层原则 165
第三节 表面处理方法、原理及评价 165
一、碳纤维表面处理改性 166
二、有机纤维表面处理改性 174
三、玻璃纤维表面改性 175
四、粉粒增强材料（填料）的表面改性 185
第四节 表面改性与界面粘接强度 186
一、粘接界面的作用力与粘接强度 186
二、影响界面粘接强度的因素 187
三、表面改性效果的表征 188
第五节 纳米聚合物表面包覆处理改性 194
一、基本概念 194
二、溶胶－凝胶法反应进行表面包覆 194
三、异质絮凝法表面包覆 195
第六节 纳米聚合物包裹法（polyimer coatings）表面包覆 198
一、表面包覆改性方法 199
二、聚合物表面包覆设计和应用 199
第七节 机械－化学反应表面改性 200
一、概述 200
二、表面改性基本原理 201
三、表面改性方法的应用 201
四、铝合金表面改性技术 203
第八节 纳米复合胶囊化改性 205
参考文献 205
第五章 电学和电子功能复合材料 207
第一节 概述 207
第二节 电接触复合材料 207
一、概述 207
二、滑动电接触复合材料 208
三、开关电接触复合材料 208
四、国内外电接触复合材料及产品 208
五、环保型电接触材料及其复合应用 212
第三节 聚合物基导电复合材料 214
一、概述 214
二、复合型聚合物基导电复合材料 215
三、本征聚合物基导电复合材料 232
四、聚合物基导电复合材料形态、结构与性能 239
五、聚合物基导电复合材料的制备方法 241
六、影响导电性能的主要因素 243
七、导电高分子复合材料的特殊效应 246
八、聚合物基导电复合材料的应用 248
第四节 无机非金属基导电复合材料 253
一、陶瓷基导电复合材料及其应用 253
二、水泥基导电复合材料 264
第五节 金属基导电复合材料 267
一、金属基导电复合材料 268
二、镁合金原料及其制备技术与应用 272
三、层状金属复合功能材料 273
第六节 压电复合材料 274
一、聚合物压电功能复合材料 274
二、水泥基压电复合材料 279
三、压电复合材料力学量传感器的传感机理及其应用 280
四、压电复合材料及其应用 282
第七节 超导复合材料 284
一、概述 284
二、金属和铜复合超导体 284
三、导电复合材料重要的特点 284
四、其他类型导电复合材料 285
五、超导复合材料应用 286
第八节 新型导电材料及其应用 286
一、绝缘体导电 286
二、用塑料元件代替集成电路 286
三、金属性导电塑料 287
四、导电性能良好的新型塑料 287
五、塑料能导电太阳能 288
六、纳米级金属粒子的导电性纤维 288
七、导电性高分子和试制的导电托盘 289
八、KANEKA开发出新的绝缘导热性树脂 291
九、防辐射导电材料KC-888 292
十、共轭导电聚合物的特性及应用 292
参考文献 296
第六章 光学功能复合材料 297
第一节 概述 297
第二节 红外隐身复合材料 297
一、红外隐身技术 297
二、多功能隐身材料用途 298
三、新型隐身材料 298
四、几种复合隐身材料 300
第三节 导光和透光复合材料 301
一、概述 301
二、透光原理 302
三、复合材料透光性设计分析 304
四、透明玻璃钢性能特点 305
五、透光复合材料的应用 306
第四节 塑料光纤传光原理 307
一、概述 307
二、子午线在阶跃型POF中的传输 307
三、子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数 308
四、斜光线在阶跃型折射率POF中的传输 308
五、光在渐变型折射率分布POF中的传输 308
六、侧面发光POF的传光原理 309
七、荧光POF的传光原理 309
第五节 光传导复合材料 310
一、光导纤维 310
二、石英光纤 314
三、聚合物光纤 315
四、功能光纤 317
第六节 发光复合材料 319
一、无机发光复合材料 320
二、有机发光复合材料 320
三、有机无机复合发光材料 321
四、稀土发光复合材料及应用 323
第七节 光致变色复合材料 324
一、光致变色机理 324
二、光色玻璃 326
三、光致变色材料的应用 327
第八节 感光复合材料 327
一、感光性树脂 328
二、光致抗蚀剂的作用及分类 328
三、光致抗蚀剂的性能 329
四、光增感 331
五、光交联型光致抗蚀剂（不溶） 331
六、光分解型光致抗蚀剂 333
七、光刻技术应用与发展 334
第九节 其他光功能复合材料 335
一、选择滤光功能复合材料 335
二、光电转换功能复合材料 335
三、光记录复合材料 335
四、非线性光学复合材料 336
五、光降解高分子复合材料 337
参考文献 342
第七章 热学功能复合材料 344
第一节 概述 344
第二节 绝热复合材料 344
一、概述 344
二、复合绝热材料制备工艺 347
三、交联聚乙烯绝热复合材料 349
四、常用的制品复合绝热材料 350
第三节 热强性和耐磨性复合材料 351
第四节 热适应复合材料 353
一、概述 353
二、复合材料的导热特性 353
三、可控热膨胀系数复合材料 357
四、特殊热膨胀性能复合材料 365
第五节 烧蚀防热复合材料 365
一、概述 365
二、树脂基防热复合材料 369
三、碳／碳防热复合材料 373
四、陶瓷基防热复合材料 376
五、碳／碳复合材料（C/C）制备技术与应用 377
第六节 阻燃复合材料 389
一、概述 389
二、材料阻燃性能评价 389
三、阻燃方法与阻燃机理 390
四、阻燃复合材料技术的发展 394
五、耐高温阻燃耐烧蚀增强纤维／布预浸料、梯度功能胶及其预浸料 395
六、高温、阻燃复合材料基体树脂 396
七、阻燃剂与阻燃橡胶 397
八、有机高分子难燃化及难燃性高分子复合材料 400
参考文献 410
第八章 磁功能复合材料 411
第一节 概述 411
第二节 磁性复合材料分类方法与性能 412
一、磁性复合材料组分的属性分类 412
二、磁性复合材料成分组合分类 414
三、无机磁与聚合物基组成的复合材料性能 415
四、铁氧体微晶玻璃纳米复合材料的结构与性能 416
第三节 聚合物基磁性复合材料 419
一、聚合物基磁性复合材料与其组成、作用 419
二、导电聚合物与磁性粒子复合吸波材料 421
三、磁性复合材料制备技术 424
第四节 电磁波屏蔽复合材料 426
一、概述 426
二、电磁屏蔽导电复合涂料 426
三、金属纤维填充材料的导电、电磁屏蔽性能 429
第五节 吸波材料复合材料 432
一、概述 432
二、吸波材料的合成 436
三、吸波材料制备方法 437
四、吸波材料的发展及应用 438
第六节 纳米磁性复合材料 442
一、概述 442
二、纳米巨磁阻抗复合材料 443
三、纳米磁致冷工质复合材料 444
四、新型的磁性液体和磁记录复合材料 445
五、纳米微晶软磁复合材料 447
六、纳米复合永磁材料 447
七、纳米微晶稀土永磁复合材料 448
八、纳米磁性复合材料的应用 449
第七节 磁性复合材料的应用 449
一、概述 449
二、磁性功能复合材料的应用 450
三、磁性流体中纳米Fe3O4复合材料制备工艺 451
第八节 吸波型电磁屏蔽材料 453
一、电磁屏蔽基本原理及屏蔽材料 454
二、吸波型屏蔽材料 454
第九节 纳米磁性液体工业化生产应用 457
一、概述 457
二、纳米磁性液体开发 458
三、纳米磁性液体生产与终端技术产品的开发 459
四、纳米磁性液体工业化研究 461
参考文献 463