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第1章 复合材料发展概况及趋势 吴人洁1

1．1 复合材料的分类和品种2

1．1．1 高性能增强体3

1．1．2 聚合物基复合材料6

1．1．3 金属基复合材料9

1．1．4 无机非金属基复合材料11

1．1．5 功能复合材料13

1．2 复合材料在21世纪中应起的作用13

1．2．1 对信息技术提供服务14

1．2．2 对提高人类生活质量做出贡献15

1．2．3 在解决资源短缺和能源危机方面的贡献17

1．2．4 复合材料对治理环境可起的作用19

1．3 复合材料新的生长点和有待深入研究、开拓的问题20

1．3．1 未来复合材料发展的新领域20

1．3．2 基础理论、设计和制备方法的深化、开拓与创新23

2．1 新型纤维增强体典型品种及性能26

第2章 新型增强体 罗益锋 冯春祥26

2．2 聚对位芳酰胺纤维增强体29

2．2．1 提高芳酰胺强度与模量30

2．2．2 探索最佳的芳酰胺共聚组分31

2．2．3 聚芳酰胺（芳纶）纤维制备工艺技术32

2．2．4 聚芳酰胺纤维性能的改进33

2．2．5 聚芳酰胺纤维的其他研究34

2．2．6 新型芳纶在复合材料中的应用35

2．3 全芳族聚酯纤维37

2．3．1 芳聚酯共聚组分的研究38

2．3．2 芳聚酯成纤及热处理工艺的研究39

2．3．3 用海岛纺丝法制备芳聚酯纸41

2．4 聚对亚苯基苯并双噁唑纤维41

2．4．1 与其他纤维的比较41

2．4．2 合成工艺路线43

2．4．3 目前改进的工艺研究43

2．5 超高相对分子质量聚乙烯纤维增强体45

2．5．1 超高相对分子质量聚乙烯纤维的制造技术46

2．5．2 超高相对分子质量聚乙烯纤维的表面处理47

2．5．3 超高相对分子质量聚乙烯纤维的应用48

2．6 碳（石墨）纤维49

2．6．1 聚丙烯腈基碳纤维50

2．6．2 粘胶基碳纤维59

2．6．3 沥青基碳纤维60

2．6．4 气相生长碳纤维及碳（石墨）晶须63

2．7 含硅化合物系列纤维64

2．7．1 SiC纤维64

2．7．2 Si-M-C-O系列纤维69

2．7．3 SiC晶须72

2．7．4 氮化硅纤维72

2．8 氧化铝系列纤维74

2．8．1 氧化铝系列纤维的特性74

2．8．2 连续氧化铝纤维的制备方法76

2．9 特种玻璃纤维77

2．9．1 铝-镁-硅玻璃纤维77

2．9．2 硅-铝-镁-钙玻璃纤维77

2．9．3 高硅氧玻璃纤维和石英玻璃纤维78

2．10 硼纤维78

2．10．1 制造工艺78

2．10．2 性能及应用79

2．11 新型晶须80

2．11．1 硼酸铝晶须80

2．11．2 其他新型晶须81

参考文献82

第3章 传统复合材料的新发展 益小苏86

3．1 航空用先进树脂基复合材料的发展86

3．1．1 先进复合材料在飞机上的应用87

3．1．2 材料技术的进展88

3．1．3 低成本复合制造技术的进展95

3．2．1 概况102

3．2 热塑性片材与热塑性树脂基复合材料102

3．2．2 纤维与热塑性树脂的浸渍复合105

3．2．3 由片材制造成品的成型工艺108

3．2．4 GMT片材在汽车工业中的应用111

3．3 熔体自发（无压）浸渗制备金属基复合材料111

3．3．1 金属熔体自发渗入制备复合材料的原理及方法111

3．3．2 金属熔体对高温金属粉体预制件的自发渗入行为114

3．3．3 自发渗入制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究现状117

3．3．4 铁族硅化物自发渗入SiC(p)预制件复合材料的制备119

3．3．5 TiC增强Ni3AL复合材料的无压浸渗制备122

3．3．6 熔体自发浸渗制备金属基复合材料展望124

3．4 陶瓷基层状复合材料126

3．4．1 陶瓷制品的仿生结构构思126

3．4．2 材料体系和制备技术127

3．4．3 陶瓷基层状复合材料的结构和性能129

3．4．4 陶瓷基层状复合材料的强韧化机制135

3．4．5 陶瓷基层状复合材料的发展方向137

3．5 传统复合材料的发展动向与展望138

参考文献142

第4章 功能复合材料 吴人洁145

4．1 功能复合材料的设计原则148

4．1．1 功能复合材料设计特点148

4．1．2 功能复合材料类别及应用情况149

4．1．3 功能复合材料的发展趋势151

4．2 压电复合材料151

4．2．1 压电复合材料类型及制备方法152

4．2．2 压电复合材料的研究进展156

4．3 导电复合材料158

4．3．1 聚合物基导电复合材料158

4．3．2 其他类型导电复合材料162

4．3．3 超导复合材料164

4．3．4 应用及展望165

4．4．2 磁性复合材料种类及性质166

4．4．1 磁性材料的分类166

4．4 磁性复合材料166

4．4．3 磁性复合材料的应用169

4．5 摩擦功能复合材料171

4．5．1 摩阻复合材料171

4．5．2 减摩复合材料173

4．6 阻尼功能复合材料177

4．6．1 复合材料的阻尼性能177

4．6．2 阻尼复合材料展望181

4．7 其他功能材料182

4．7．1 热功能复合材料182

4．7．2 光功能复合材料185

4．7．3 声功能复合材料186

4．8 机敏复合材料与智能复合材料186

4．8．1 机敏复合材料简介186

4．8．2 机敏复合材料的研究现状及应用189

4．8．3 机敏复合材料的发展方向和前景192

参考文献193

第5章 水泥基复合材料 吴科如197

5．1 高性能混凝土197

5．1．1 工艺原理与配制技术198

5．1．2 微观结构和特性199

5．1．3 高性能混凝土的工程应用201

5．2 纤维增强水泥基复合材料202

5．2．1 超细颗粒致密体系基材和密实化增强混凝土203

5．2．2 经设计的水泥基复合材料208

5．3 聚合物水泥基复合材料210

5．4 水泥基功能复合材料和智能复合材料214

5．4．1 水泥基功能复合材料214

5．4．2 水泥基智能和机敏复合材料217

参考文献221

第6章 仿生复合材料 周本濂224

6．1 材料仿生探索的提出224

6．2 通过仿生分析探索生物材料的优良特性225

6．3．1 当前材料仿生研究的一些新动向227

6．3 复合材料的仿生设计、制备和处理227

6．3．2 复合材料的仿生设计230

6．3．3 复合材料仿生制备的新途径探索233

6．3．4 材料改性和恢复的非平衡仿生处理可能性247

6．4 改性生物材料的实用化尝试254

6．5 材料仿生研究的方法论问题与新途径探索256

6．5．1 关于仿生研究的方法论问题256

6．5．2 材料仿生研究的新途径探索257

参考文献258

第7章 纳米复合材料 江东亮 漆宗能262

7．1 概述262

7．2 纳米粉体的合成263

7．2．1 纳米粉体的物理制备方法263

7．2．2 纳米粉体的化学制备方法265

7．2．3 化学气相法266

7．3 纳米固体材料和纳米-纳米复合材料267

7．2．4 纳米粉体的表征方法267

7．3．1 纳米固体材料的制备269

7．3．2 纳米复合材料的制备270

7．4 纳米-微米复合材料272

7．4．1 纳米-微米复合材料的制备273

7．4．2 纳米-微米复合材料的性能274

7．5 溶胶-凝胶法制备有机-无机纳米复合材料276

7．5．1 溶胶-凝胶法的基本原理277

7．5．2 溶胶-凝胶的工艺过程278

7．5．3 制备有机-无机纳米复合材料279

7．5．4 溶胶-凝胶法制备的OINC的结构特征与性能285

7．5．5 OINC的应用及展望286

7．6 插层复合法制备有机-无机纳米复合材料287

7．6．1 原理和分类287

7．6．2 层状硅酸盐289

7．6．3 层状硅酸盐的表面修饰290

7．6．4 插层复合的热力学分析292

7．6．5 插层复合的动力学分析294

7．6．6 聚合物/层状硅酸盐纳米复合物的结构与性能295

7．6．7 插层复合法制备功能性纳米复合材料300

参考文献301

第8章 材料复合新技术 张联盟305

8．1 概述305

8．2 原位复合技术306

8．2．1 原位复合技术的产生和发展306

8．2．2 几种原位复合技术307

8．3 自蔓延复合技术319

8．3．1 自蔓延复合技术的形成与发展319

8．3．2 几种自蔓延复合技术321

8．3．3 自蔓延复合技术中的结构控制方法327

8．4 梯度复合技术330

8．4．1 梯度功能材料的产生与发展330

8．4．2 梯度材料的显微结构特征与研究任务331

8．4．3 梯度复合技术与结构控制方法333

8．5 其他复合新技术346

8．5．1 分子自组装技术347

8．5．2 超分子复合技术348

参考文献349

第9章 复合材料可靠性与无损评价 张佐光353

9．1 复合材料可靠性问题353

9．1．1 可靠度描述353

9．1．2 复合材料可靠性控制的复杂性355

9．1．3 复合材料可靠性存在的问题356

9．2 从组分材料入手提高复合材料可靠性358

9．2．1 复合材料性能的分散性358

9．2．2 纤维拉伸强度的分散性359

9．2．3 基体对复合材料性能稳定性的影响360

9．3 从控制工艺质量入手提高复合材料可靠性361

9．3．1 影响复合材料性能的工艺因素及形成的缺陷361

9．3．2 固化工艺实时监控363

9．3．3 RTM工艺对复合材料质量可靠性的影响365

9．4 环境条件下的可靠性评价368

9．4．1 湿热条件对复合材料性能的影响369

9．4．2 腐蚀性介质对复合材料性能的影响371

9．4．3 冲击载荷对复合材料可靠性的影响372

9．5 复合材料的无损检测方法373

9．5．1 通用超声波检测法373

9．5．2 超声技术的新方法374

9．5．3 其他检测方法375

9．6 复合材料质量评价与监控377

9．6．1 原材料质量控制377

9．6．2 制备过程的质量控制378

9．6．3 复合材料质量的评价380

参考文献382

第10章 复合材料界面和界面优化设计 张志谦 张国定385

10．1 复合材料界面的概念385

10．2．1 改善聚合物基复合材料的原则386

10．2 聚合物基复合材料界面及改性方法386

10．2．2 几种聚合物基复合材料的形式及改善界面的途径389

10．2．3 混杂纤维复合材料的界面398

10．3 金属基复合材料界面399

10．3．1 金属基复合材料界面结构及界面反应400

10．3．2 金属基复合材料界面对性能的影响405

10．3．3 金属基复合材料界面优化及界面反应控制的途径409

10．4 复合材料界面表征412

10．4．1 界面形态及界面层结构的表征412

10．4．2 界面结合强度的表征413

10．4．3 衍射法对界面残余应力的表征420

10．4．4 增强体表面性能的表征421

10．5 复合材料界面设计优化的系统工程422

参考文献424

11．1 环境对材料的要求427

11．1．1 地球生态环境恶化427

第11章 复合材料与环境 吴人洁427

11．1．2 环境要求的材料428

11．1．3 复合材料与环境关系评价430

11．2 复合材料的回收与再生431

11．2．1 复合材料的再生431

11．2．2 复合材料的回收437

11．2．3 复合材料在制备过程中的节能作用442

11．3 废弃物构成的复合材料446

11．3．1 处理废弃物的前期技术447

11．3．2 利用固体废弃物构成复合材料449

11．4 发展与环境友善的“绿色复合材料”的途径451

11．4．1 可降解的各种聚合物基体与增强体的复合材料451

11．4．2 仿生物陶瓷基体的复合材料454

参考文献455

第12章 复合材料设计的新途径 杜善义 吴林志458

12．1 复合材料的可设计性458

12．1．1 复合材料的宏观、细观和微观结构特征459

12．1．2 复合材料的可设计性460

12．1．3 复合材料结构设计面临的问题461

12．2 复合材料设计的基本思想462

12．2．1 复合材料的设计条件464

12．2．2 复合材料的选材和成型工艺465

12．2．3 复合材料的一体化设计——材料—工艺—设计467

12．2．4 复合材料及其结构的软设计468

12．3 复合材料的宏观、细观及微观设计469

12．3．1 细观力学的研究内容及方法470

12．3．2 复合材料的细观力学及宏观力学分析471

12．3．3 复合材料细、微观设计472

12．3．4 复合材料结构设计481

12．4 复合材料及其结构的虚拟设计485

12．4．1 虚拟技术的基本概念及特点485

12．4．2 复合材料分析（数学）模型的建立486

12．4．3 复合材料的虚拟设计487

参考文献492