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出版者:

作者:Nwabunma, Domasius (EDT)/ Kyu, Thein (EDT)

出品人:

页数:603

译者:

出版时间:2008-1

价格:1351.00 元

装帧:

isbn号码:9780471790570

丛书系列:

图书标签:

聚烯烃
复合材料
塑料
材料科学
工程塑料
聚合物
改性塑料
纳米复合材料
填充材料
加工技术

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具体描述

This guide to the properties and applications of polyolefin composites consolidates information to help the reader compare, select, and integrate a material solution as needed. It covers polyolefin microcomposites, polyolefin nanocomposites, and advanced polyolefin nano and molecular composites and discusses processing, morphological characterization, crystallization, structure and properties, and performance evaluation at micro and nano structural levels. It details modeling and simulation, engineering performance properties, and applications. This is a practical, hands-on reference for practicing professionals as well as graduate students.

好的，这是一本关于先进复合材料的书籍简介，重点聚焦在纤维增强热塑性塑料、高性能树脂基体及其在航空航天、汽车工程和可再生能源领域的应用。书名：《高性能工程复合材料：从微观结构到宏观性能的集成化设计》简介：在现代工程领域，对材料性能的要求正以前所未有的速度提升，尤其是在轻量化、高强度、耐疲劳和极端环境适应性方面。本书旨在系统、深入地探讨高性能工程复合材料的设计、制造、表征及其在关键工业部门的应用。我们避开传统的热塑性塑料和热固性材料的共性叙述，专注于那些在机械性能、热稳定性或特定功能方面展现出卓越特性的先进体系。本书的结构分为四个主要部分，层层递进，从基础科学原理到前沿工程实践，为材料科学家、结构工程师和研发人员提供了一套全面的知识框架。 --- 第一部分：先进复合材料的基础理论与微观结构控制本部分深入剖析了复合材料的本征性能与微观结构之间的复杂关系。重点关注如何通过界面工程和基体选择来调控材料的宏观力学行为。 1. 纤维-基体界面优化与耦合机制：详细讨论了不同类型增强纤维（如碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维和陶瓷纤维）与高性能基体材料之间的化学粘结、物理缠结和机械互锁机制。内容包括界面改性技术，如表面等离子体处理、偶联剂应用以及原位反应聚合对界面强度和韧性的影响。特别强调了界面损伤容限（Damage Tolerance）的设计策略，这是区分高性能材料与通用材料的关键指标。 2. 复杂基体材料的本构描述：本章超越了简单的线性粘弹性模型，聚焦于高性能树脂体系，如聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）和双马来酰亚胺（BMI）的流变学行为和固化动力学。讨论了先进的本构模型，用于描述这些材料在高温和高湿环境下的时间-温度依赖性（TTD）行为，以及如何利用纳米填料（如石墨烯、碳纳米管）对基体进行增韧和功能化。 3. 多尺度建模与有限元模拟：介绍如何运用先进的多尺度建模技术（从分子动力学到细观力学分析）来预测复合材料的宏观性能。重点讲解了随机纤维布局（Random Fiber Orientation）和织物结构（Woven Architecture）的建模方法，以及如何将这些模型与实验数据进行迭代验证，以实现材料性能的精确预测。 --- 第二部分：先进制造工艺与结构完整性高性能复合材料的制造工艺是决定其最终性能和成本的关键因素。本部分侧重于高精度、高效率的成型技术，并严格审视制造过程对缺陷形成的影响。 4. 自动化铺放与固化过程控制（AFP/ATL）：详细介绍了自动化铺放技术（Automated Fiber Placement, AFP）在制造复杂曲面结构件中的应用。深入分析了叠层（Layup）规划、纤维导向角优化以及层间剥离风险的管理。重点探讨了原位固化监控技术，如傅里叶变换红外光谱（FTIR）和超声波检查（UT），用于实时监测树脂的转化率和内应力累积。 5. 反应型熔融灌注与真空辅助工艺：针对大型结构件（如风力发电机叶片和船体结构），详细阐述了高性能热塑性塑料的反应注射成型（RIM）和熔融浸渍（Resin Transfer Molding, RTM）工艺。内容涵盖模具设计、进料流道优化、压力与温度梯度控制，以确保低孔隙率和高纤维体积含量。 6. 损伤检测与无损评估（NDE）：本章聚焦于先进的无损评估技术在复合材料质量保证中的作用。涵盖了激光超声波、相控阵超声波（PAUT）和数字图像相关（DIC）技术，用于识别微裂纹、孔隙、脱粘和纤维断裂等潜在的结构缺陷，并评估其对剩余结构承载力的影响。 --- 第三部分：功能化复合材料与多功能集成现代工程要求材料不仅要提供结构支撑，还需具备额外的功能，如导电性、电磁屏蔽能力或自修复特性。 7. 导电与电磁屏蔽复合材料：讨论如何通过引入高导电性填料（如碳纳米管阵列、金属包覆填料）来赋予结构材料电学功能。分析了渗流阈值（Percolation Threshold）理论在设计高效导电路径中的应用，以及复合材料的介电性能和电磁兼容性（EMC）设计。 8. 智能与自修复复合材料系统：深入探讨了基于微胶囊、血管网络或形状记忆聚合物的自修复机制。重点分析了修复剂的有效载荷、触发机制（热、光或机械应力）与修复效率的定量关系，以及如何确保修复后的区域能够恢复接近原始的力学性能。 9. 耐高温与极端环境适应性：专门研究了适用于高超音速飞行器、深海设备或核工业环境的耐热复合材料。分析了热氧化机制、热解行为以及新型陶瓷基复合材料（CMC）在极高温度下的长期稳定性。 --- 第四部分：关键工程应用与未来趋势本部分将理论和技术应用于具体的工程挑战，展望复合材料领域的发展方向。 10. 航空航天结构件的疲劳与断裂设计：详细讨论了复合材料结构件在循环载荷下的渐进分层损伤（Progressive Delamination）和抗冲击性能。介绍了基于能量释放率的断裂力学分析方法，并结合实际案例（如机翼蒙皮、压力舱体）说明如何实现长寿命设计。 11. 汽车轻量化与碰撞安全性集成：探讨了碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）在汽车白车身中的应用潜力。重点关注能量吸收结构设计，包括碰撞过程中复合材料吸能模式（纤维屈曲、基体开裂、分层）的控制，以满足严格的乘员保护标准。 12. 可持续性与循环经济：面向未来，本书讨论了复合材料的生命周期管理。内容包括热塑性复合材料的可回收性优势、热固性复合材料的化学解聚技术，以及生物基纤维和可生物降解基体的研发进展，以推动复合材料行业向更可持续的方向发展。《高性能工程复合材料：从微观结构到宏观性能的集成化设计》是一本面向研究生、高级工程师和科研人员的参考书，旨在提供一个跨越材料科学、制造工程和结构力学的综合视角，以应对下一代工程挑战。全书配有大量原创的实验数据图表、详细的工艺流程图和工程案例分析。