复合材料原理(第3版)

本书采用图解和文字相结合的方式，列举大量的研究实例，介绍当代近期新的复合材料和研究成果，突出反映新概念、新技术、新知识、新理论，追求内容现代化。全方位培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力，同时注重培养学生的自学能力。增加了每章小结，便于读者自学、总结与提高。

本书首先介绍复合材料的基础部分：概论、增强体、基体、界面和复合理论，然后介绍应用最广的金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料、纳米复合材料、遗态复合材料，及超高性能水泥基复合材料，最后介绍几种新型复合材料。每一部分内容均先从概念入手，再着重介绍其制备原理、材料性能及其应用。全书内容深度适中，表述繁简结合，通俗易懂。 书中采用了作者业已发表和尚未发表的图片、曲线，同时注重引入一些反映当前复合材料新研究成果，包括复合材料的新概念、新知识、新理论、新技术和新工艺等。

第1章复合材料概论

1.1物质与材料

1.2复合材料的定义与特点

1.3复合材料的组成与命名

1.4复合材料的分类

1.5复合材料的发展史

1.6复合材料的应用

1.7复合材料发展方向

1.8复合材料研究存在的问题

1.9复合材料的发展前景

本章小结

思考题

第2章增强体

2.1纤维类增强体

2.1.1玻璃纤维

2.1.2硼纤维

2.1.3碳纤维

2.1.4SiC纤维

2.1.5氧化铝纤维

2.2晶须类增强体

2.2.1制备

2.2.2晶须的性能

2.3颗粒类增强体

2.3.1颗粒增强体的制备

2.3.2常用颗粒增强体的性能

2.4微珠

2.5碳纳米管

2.5.1电弧放电法

2.5.2激光蒸发法

2.5.3化学气相沉积法

2.6有机高分子纤维

2.6.1芳香族聚酰胺纤维

2.6.2芳香族聚酯纤维

2.6.3超高分子量聚乙烯纤维

2.7金属丝

2.8石墨烯

本章小结

思考题

第3章复合理论

3.1复合材料设计的原理

3.1.1复合材料设计的类型

3.1.2复合材料的设计步骤

3.1.3复合材料设计的新途径

3.2复合材料的复合效应

3.2.1线性效应

3.2.2非线性效应

3.3复合材料的增强机制

3.3.1颗粒增强机制

3.3.2纤维增强机制

3.3.3复合材料物理性能的复合原理

3.4陶瓷基复合材料的强韧机制

3.4.1纤维的强韧机制

3.4.2晶须的强韧机制

3.4.3颗粒增韧机制

本章小结

思考题

第4章复合材料的界面理论

4.1复合材料界面的基本概念

4.1.1界面的定义

4.1.2界面的种类

4.1.3界面的作用

4.1.4界面的润湿性

4.2常见复合材料的界面

4.2.1聚合物基复合材料的界面

4.2.2金属基复合材料的界面

4.2.3陶瓷基复合材料的界面

4.3增强体的表面处理

4.3.1玻璃纤维

4.3.2碳纤维

4.3.3PPTA纤维

4.3.4超高分子量聚乙烯纤维

4.3.5金属基复合材料中纤维的表面处理

4.4复合材料的界面表征方法

4.4.1界面形态的表征

4.4.2界面微观结构的表征

4.4.3界面成分的表征

4.4.4界面结合强度的表征

4.4.5界面残余应力的表征

4.4.6增强体表面性能的表征

4.5界面的优化设计

本章小结

思考题

第5章聚合物基复合材料

5.1聚合物基复合材料概述

5.1.1聚合物基复合材料的分类

5.1.2聚合物基复合材料的特点

5.1.3聚合物基复合材料发展的五阶段

5.2聚合物基体

5.2.1聚合物的基本概念

5.2.2常用聚合物基体

5.3聚合物基复合材料的制备工艺

5.3.1预浸料的制备工艺

5.3.2手糊成型工艺

5.3.3模压成型工艺

5.3.4喷射成型工艺

5.3.5拉挤成型工艺

5.3.6连续缠绕工艺

5.4聚合物基复合材料的力学性能

5.4.1静态力学性能

5.4.2疲劳性能

5.4.3冲击韧性

5.5聚合物基复合材料的界面

5.6聚合物基复合材料的应用

本章小结

思考题

第6章陶瓷基复合材料

6.1陶瓷基复合材料的基体与增强体

6.1.1陶瓷基复合材料的基体

6.1.2陶瓷基复合材料的增强体

6.2陶瓷基复合材料的种类

6.3陶瓷基复合材料的制备工艺

6.3.1粉体制备

6.3.2成型

6.3.3烧结

6.4氧化物陶瓷基复合材料

6.4.1Al2O3基复合材料

6.4.2ZrO2陶瓷基复合材料

6.5非氧化物陶瓷基复合材料

6.5.1SiC陶瓷基复合材料

6.5.2Si3N4陶瓷基复合材料

6.6碳/碳复合材料

6.6.1碳/碳复合材料的特点

6.6.2碳/碳复合材料的制备工艺

6.6.3碳/碳复合材料的性能

6.6.4碳/碳复合材料的应用

6.7陶瓷基复合材料的界面

本章小结

思考题

第7章金属基复合材料

7.1金属基复合材料与合金的区别和联系

7.2金属基复合材料的分类

7.3金属基复合材料的性能

7.3.1比强度和比模量

7.3.2疲劳性能和断裂韧性

7.3.3耐高温性能

7.3.4导电与导热性能

7.3.5耐磨性能

7.3.6热膨胀性能

7.3.7吸潮、老化及气密性

7.4金属基复合材料的制备工艺

7.4.1内生型法

7.4.2外生型法

7.5铝基复合材料

7.5.1增强体与基体

7.5.2长纤维增强铝基复合材料

7.5.3短纤维增强铝基复合材料

7.5.4晶须、颗粒增强铝基复合材料

7.5.5铝基复合材料的界面

7.6镁基复合材料

7.6.1增强体与基体

7.6.2长纤维增强镁基复合材料

7.6.3晶须、颗粒增强镁基复合材料

7.6.4镁基复合材料的界面

7.7钛基复合材料

7.7.1增强体与基体

7.7.2纤维增强钛基复合材料

7.7.3晶须、颗粒增强钛基复合材料

7.7.4钛基复合材料的界面

7.8金属间化合物基复合材料

7.8.1增强体与基体

7.8.2纤维增强金属间化合物基复合材料

7.8.3颗粒增强金属间化合物基复合材料

7.8.4金属间化合物基复合材料的界面

7.9铜基复合材料

7.9.1增强体与基体

7.9.2纤维增强铜基复合材料

7.9.3颗粒增强铜基复合材料

7.9.4铜基复合材料的界面

本章小结

思考题

第8章纳米复合材料

8.1纳米复合材料概述

8.1.1纳米材料

8.1.2纳米物质

8.1.3纳米结构

8.1.4纳米科技

8.1.5纳米粒子效应

8.2纳米粉体的制备方法

8.2.1物理类方法

8.2.2化学类方法

8.3纳米材料的表征

8.3.1纳米粉体的表征

8.3.2纳米晶材料的表征

8.4纳米复合材料的分类

8.5金属基纳米复合材料

8.5.1金属基纳米复合材料的制备方法

8.5.2金属基纳米复合材料的结构与性能

8.5.3金属基纳米复合材料的烧结行为

8.5.4金属基纳米复合材料的应用与展望

8.6陶瓷基纳米复合材料

8.6.1陶瓷基纳米复合材料的制备方法

8.6.2陶瓷基纳米复合材料的性能

8.6.3陶瓷基纳米复合材料的烧结

8.6.4陶瓷基纳米复合材料的应用与展望

8.7聚合物基纳米复合材料

8.7.1聚合物基纳米复合材料的分类

8.7.2聚合物基纳米复合材料的制备方法

8.7.3聚合物基纳米复合材料的性能

8.7.4聚合物基纳米复合材料的应用与展望

8.8半导体基纳米复合材料

8.8.1半导体基纳米复合材料的分类

8.8.2半导体基纳米复合材料的制备方法

8.8.3半导体基纳米复合材料的性能

8.8.4半导体基纳米复合材料的应用与展望

8.9纳米复合材料的发前景

本章小结

思考题

第9章遗态复合材料

9.1植物的基本特征

9.2基于木材模板的复合材料

9.2.1C/C复合材料

9.2.2Si/SiC/C复合材料

9.2.3SiO2/C复合材料

9.2.4SiOC/C复合材料

9.2.5硅化物/木质复合材料

9.2.6Fe2O3-Fe3O4/C复合材料

9.2.7CoO/Co/C复合材料

9.3基于木质材料模板的复合材料

9.3.1木质碳/碳复合材料

9.3.2木质碳/金属复合材料

9.4基于叶片模板的复合材料

9.4.1梧桐叶片遗态Fex/TiO2光催化复合材料

9.4.2桂花叶脉遗态C/Fe2O3吸光复合材料

9.4.3茭白叶片遗态Cu/C消光复合材料

9.5基于稻壳、椰壳模板的复合材料

9.5.1稻壳、椰壳遗态C/Fe电磁屏蔽复合材料

9.5.2稻壳遗态光催化复合材料

9.6基于硅藻土、螺旋藻模板的复合材料

9.6.1硅藻土、螺旋藻遗态Cu/Ag导电复合微粒

9.6.2硅藻土遗态吸附、过滤复合材料

9.7基于其他模板的复合材料

9.7.1叶绿素遗态TiO2/SiO2光催化复合材料

9.7.2酵母菌遗态Ti-W-Si光催化复合空心微球

本章小结

思考题

第10章超高性能水泥基复合材料

10.1超高性能水泥基复合材料概述

10.2超高性能水泥基复合材料的制备方法

10.2.1原材料

10.2.2制备工艺

10.3超高性能水泥基复合材料的性能

10.3.1三点弯曲性能

10.3.2单轴压缩性能

10.3.3单轴拉伸性能

10.3.4断裂性能

10.4超高性能水泥基复合材料的应用与展望

本章小结

思考题

第11章高熵合金基复合材料

11.1高熵合金基复合材料概述

11.1.1高熵合金

11.1.2高熵合金的五大效应

11.1.3高熵合金的相组成规律

11.1.4高熵合金的性能

11.1.5高熵合金基复合材料的定义

11.2高熵合金基复合材料制备

11.2.1高熵合金基复合材料块体

11.2.2高熵合金基复合材料薄膜

11.2.3高熵合金基复合材料丝材

11.2.4高熵合金基复合材料粉体

11.3内生型增强体的反应机制

11.3.1Fe-Ti-C体系热力学分析

11.3.2Fe-Ti-C体系反应过程分析

11.3.3Fe-Ti-C体系反应活化能计算

11.4高熵合金基复合材料界面

11.4.1外生型高熵合金基复合材料

11.4.2内生型高熵合金基复合材料

11.5性能影响因素

11.5.1增强体种类

11.5.2增强体体积分数

11.5.3合金元素

11.5.4热处理

11.5.5形变

本章小结

思考题

第12章生物复合材料

12.1金属基生物复合材料

12.1.1HA增强金属基生物复合材料

12.1.2钛合金表面涂覆HA涂层

12.2陶瓷基生物复合材料

12.2.1生物惰性陶瓷复合材料

12.2.2生物活性陶瓷复合材料

12.2.3颗粒增韧陶瓷生物复合材料

12.2.4晶须/纤维增强陶瓷复合材料

12.3高分子基生物复合材料

12.3.1骨组织生物复合材料

12.3.2生物活性陶瓷颗粒增强聚合物复合材料

12.3.3碳纤维增强高分子生物复合材料

12.3.4HA/聚合物生物复合材料的界面改性方法

12.3.53D打印高分子生物复合材料

12.4生物复合材料的总结与展望

12.4.1优选生物复合材料设计

12.4.2生物复合材料的生理活化

12.4.3仿生复合材料

12.4.4组织工程复合材料

本章小结

思考题

第13章新型复合材料

13.1分级结构复合材料

13.1.1分级结构陶瓷复合材料

13.1.2分级结构铝合金

13.1.3分级结构镁基复合材料

13.1.4分级结构铝基复合材料

13.2剪切增稠液复合材料

13.2.1分散相粒子

13.2.2分散剂

13.2.3剪切增稠液的制备

13.2.4剪切增稠液流变特性

13.2.5增稠机理

13.2.6剪切增稠液复合材料的制备

13.2.7剪切增稠液复合材料的性能

13.3细菌纤维素复合材料

13.3.1细菌纤维素

13.3.2细菌纤维素的性能特点

13.3.3细菌纤维素的应用

13.3.4细菌纤维素的合成

13.3.5细菌纤维素复合材料

13.3.6细菌纤维素复合材料的性能

本章小结

思考题

参考文献