本书重点介绍了树脂基複合材料成型工艺、树脂基结构複合材料、树脂基功能複合材料、树脂基纳米複合材料,同时也对陶瓷基複合材料、金属基複合材料、碳/碳複合材料、智慧型複合材料的製造技术、性能和套用等进行了论述,既包含传统结构材料,又有功能材料,内容全面具体。

本书可供从事複合材料研究、生产和套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。

第一章 複合材料基础 1

第一节 基础知识 1

第二节 複合材料的特点与优势 1

第三节 複合材料的功能作用 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 複合材料发展趋势 9

第二章 树脂基複合材料成型工艺 16

第一节 预浸料製造技术 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、预成型坯体的製造 35

五、模塑粉料的製造 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 複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 发展中的製造技术 104

一、三维纺织複合材料製造技术 104

二、真空辅助成型工艺 105

三、微波辅助挤拉工艺 105

第三章 树脂基结构複合材料 106

第一节 玻璃纤维及其树脂基结构複合材料 106

一、玻璃纤维 106

二、玻璃纤维增强热塑性树脂量複合材料 109

三、玻璃纤维增强热固性树脂基複合材料 122

第二节 碳纤维及其树脂基结构複合材料 133

一、碳纤维 133

二、碳纤维增强热塑性树脂基複合材料 139

三、碳纤维增强热固性树脂基複合材料 144

第三节 芳纶纤维及其树脂基结构複合材料 150

一、全芳香聚醯胺纤维及其树脂基複合材料 150

二、芳纶共聚纤维 158

三、其他芳纶纤维及其树脂基结构複合材料 160

第四节 超高分子量聚乙烯纤维及其树脂基结构複合材料 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複合材料 167

第五节 无机纤维及其树脂基结构複合材料 169

一、硼纤维及其树脂基複合材料 169

二、碳化硅纤维及其树脂基複合材料 171

三、氧化铝纤维及其树脂基複合材料 174

四、高硅氧纤维与石英纤维及其树脂基複合材料 176

第六节 晶须及其树脂基结构複合材料 178

一、晶须 178

二、晶须增强树脂基複合材料 179

三、钛酸酯晶须及其树脂基複合材料 179

第七节 混杂纤维增强树脂基结构複合材料 181

一、基本特点 181

二、製造方法 182

三、性能 182

第四章 树脂基功能複合材料 185

第一节 树脂基压电複合材料 185

一、简介 185

二、压电陶瓷/聚合物複合材料设计 186

三、压电陶瓷/聚合物複合材料的製备工艺 186

四、压电陶瓷/聚合物複合材料的性能 189

五、几种类型的压电複合材料 191

第二节 树脂基磁性複合材料 194

一、铁氧体类磁性树脂基複合材料 194

二、稀土型磁性複合材料 197

三、纳米永磁複合材料 200

第三节 树脂基隐身複合材料 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、结构隐身複合材料的设计 213

五、碳纤维结构隐身材料 215

第四节 树脂基透波複合材料 217

一、透波材料基础 217

二、树脂基透波複合材料 219

三、典型的树脂基透波複合材料 222

第五节 树脂基装甲防护複合材料 226

一、轻型装甲用纤维複合材料 226

二、防弹纤维複合材料最佳树脂含量 229

三、防弹複合材料性能 231

四、混杂纤维複合材料及其弹道性能 233

五、新型抗弹纤维複合材料 236

第六节 树脂基耐热耐烧蚀複合材料 241

一、酚醛耐热耐烧蚀複合材料 241

二、有机硅耐热耐烧蚀複合材料 254

三、聚芳基乙炔耐烧蚀耐热複合材料 258

第五章 树脂基纳米複合材料 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、无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 热固性树脂基纳米複合材料 269

一、环氧树脂基纳米複合材料 269

二、酚醛树脂基纳米複合材料 274

三、不饱和聚酯基纳米複合材料 277

四、聚氨酯基纳米複合材料 280

第三节 热塑性树脂基纳米複合材料 283

一、聚醯胺纳米複合材料 283

二、纳米SiO2/聚碳酸酯複合材料 289

三、纳米CaCO3/聚甲醛複合材料 291

四、聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米複合材料 293

五、聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米複合材料 297

六、纳米蒙脱土/聚对苯二甲酸丙二醇酯複合材料 301

第四节 特种树脂基纳米複合材料 303

一、聚醯亚胺纳米複合材料 303

二、聚四氟乙烯纳米複合材料 309

三、聚苯硫醚纳米複合材料 311

四、聚醚醚酮纳米複合材料 312

第五节 本徵聚合物基纳米複合材料 313

一、纳米黏土改性聚苯胺複合材料 313

二、聚吡咯纳米複合材料 314

三、纳米TiO2/聚乙烯吡咯烷酮导电複合材料 316

第六章 陶瓷基複合材料 318

第一节 基础知识 318

一、简介 318

二、原材料 319

第二节 陶瓷基複合材料製造技术 323

一、连续纤维增强陶瓷基複合材料製造技术 323

二、晶须(短纤维)增强陶瓷基複合材料製造技术 328

三、颗粒分散型陶瓷基複合材料製造技术 332

第三节 陶瓷基结构複合材料 336

一、连续纤维增强陶瓷基结构複合材料 336

二、晶须(短纤维)增强陶瓷基结构複合材料 340

第四节 陶瓷基功能複合材料 344

一、陶瓷基透波複合材料 344

二、梯度陶瓷装甲防护材料 347

三、陶瓷基耐热耐烧蚀複合材料 353

第五节 陶瓷基纳米複合材料 357

一、纳米颗粒複合陶瓷的强韧化机制 357

二、沉澱法製备高性能纳米SiC/Al2O3 陶瓷基複合材料 359

三、添加法製备纳米Al2O3 陶瓷基複合材料 360

四、微波烧结法製备纳米Al2O3/ZrO2 (3Y)陶瓷基複合材料 361

五、刀具用纳米Al2O3/亚微米TiC複合材料 363

六、纳米Fe3Al/Al2O3 粒子增强複合材料 364

七、纳米TiO2-MnO2 複合材料 366

八、纳米TiN/TiC複合材料 368

九、TiC/Si3N4 纳米複合材料 370

第七章 金属基複合材料 372

第一节 金属基複合材料製造技术 372

一、简介 372

二、固态製造技术 373

三、液态製造技术 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、化学镀和複合镀技术 385

第二节 纤维增强金属基複合材料 386

一、简介 386

二、碳纤维增强金属基複合材料 388

三、纤维增强铝基複合材料 390

四、石墨纤维增强铜基複合材料 393

第三节 颗粒增强金属基複合材料 394

一、碳化硅颗粒增强金属基複合材料 394

二、Al2O3/6-6-3青铜複合材料 397

第四节 金属基纳米複合材料 400

一、铁基纳米複合材料 400

二、铝基纳米複合材料 402

三、纳米SiO2 改性Cu、Co基複合材料 409

四、纳米TiO2-Co複合材料 411

第八章 碳/碳複合材料 414

第一节 基础知识 414

一、简介 414

二、性能特点 414

三、碳/碳複合材料的套用 415

第二节 碳/碳複合材料製造技术 420

一、碳/碳複合材料用碳纤维 420

二、碳/碳複合材料的基体前驱体 422

三、碳/碳複合材料的製备 426

第三节 耐烧蚀碳/碳複合材料 436

一、碳/碳複合材料-酚醛双基体烧蚀防热材料 436

二、锆改性碳/碳烧蚀複合材料 438

三、碳/碳複合材料固体发动机喷管 439

第四节 碳/碳複合材料剎车盘(片)与生物套用 441

一、航空用碳/碳複合材料剎车盘 441

二、用梯度式CVD緻密技术製造碳/碳複合材料剎车盘 444

三、用改进型CVD工艺製造碳/碳複合材料剎车盘 444

四、碳/碳複合材料的生物套用 446

第九章 智慧型複合材料 450

第一节 基础知识 450

一、基本概念与範畴 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 智慧型複合材料结构与系统 454

一、基础材料 454

二、结构与系统 459

三、套用 463

第三节 智慧型压电材料 467

一、主要品种、结构与性能 467

二、在智慧型複合材料系统中的作用 468

三、套用 469

第四节 智慧型磁致伸缩材料 471

一、简介 471

二、智慧型磁致伸缩材料的套用 471

三、超磁致伸缩合金 474

第五节 智慧型形状记忆材料 476

一、形状记忆合金 476

二、形状记忆陶瓷 479

参考文献 481