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1 概论1

1.1 高性能复合材料的发展史1

1.1.1 材料发展史1

1.1.2 复合材料发展史2

1.2 复合材料的定义和分类5

1.2.1 复合材料的定义5

1.2.2 复合材料的结构6

1.2.3 复合材料的分类7

1.3 复合材料的基本特点9

1.3.1 复合材料的性能具有可设计性9

1.3.2 材料与构件制造的一致性10

1.3.3 叠加效应10

1.3.4 复合材料的不足11

1.4 复合材料的应用11

2 高性能复合材料的增强体13

2.1 概述13

2.1.1 增强体在复合材料中的作用14

2.1.2 增强体的分类15

2.1.3 高性能复合材料对纤维增强体的要求16

2.1.4 纤维具有高强度的原因16

2.2 玻璃纤维17

2.2.1 概述17

2.2.2 玻璃纤维的种类18

2.2.3 玻璃纤维的制造19

2.2.4 玻璃纤维的结构21

2.2.5 玻璃纤维的性能与应用21

2.3 硼纤维23

2.3.1 概述23

2.3.2 硼纤维的制造23

2.3.3 硼纤维的结构和组织25

2.3.4 硼纤维的性能27

2.3.5 硼纤维的应用28

2.4 碳纤维28

2.4.1 概述28

2.4.2 碳纤维的制造29

2.4.3 工艺过程中碳纤维的结构变化33

2.4.4 碳纤维的性能36

2.5 碳化硅纤维39

2.5.1 化学气相沉积法制造的碳化硅纤维40

2.5.2 聚合物转化碳化硅纤维43

2.6 氧化铝纤维48

2.6.1 制备氧化铝纤维的几种成功的方法49

2.6.2 氧化铝纤维的性能及应用50

2.7 晶须51

2.7.1 概述51

2.7.2 晶须的制造方法51

2.7.3 晶须的性能、结构及应用53

2.8 颗粒增强体55

2.8.1 概述55

2.8.2 颗粒增强体的制备、性能和应用56

2.9 有机纤维57

2.9.1 芳纶57

2.9.2 超高分子量聚乙烯纤维64

3 复合材料的设计原理和复合理论70

3.1 概述70

3.2 材料的使用性能、设计目标和设计类型71

3.2.1 材料的使用性能和设计目标71

3.2.2 复合材料的设计类型72

3.3 复合效应72

3.3.1 线性效应72

3.3.2 非线性效应73

3.4 复合材料设计的内容74

3.4.1 单元组分材料的选择74

3.4.2 复合材料制造方法的选择75

3.5 复合材料力学性能的设计75

3.5.1 单向复合材料的力学性能设计75

3.5.2 层合复合材料的力学性能设计76

3.6 复合材料其他物理性能的复合原理76

3.6.1 热导率76

3.6.2 热膨胀系数77

3.6.3 电导率77

4 复合材料的界面理论和界面控制79

4.1 复合材料界面的基本概念79

4.1.1 界面定义79

4.1.2 润湿与结合80

4.1.3 复合材料中纤维与基体的界面81

4.1.4 复合材料中纤维与基体的界面相容性82

4.2 界面模型和界面类型84

4.2.1 界面结合类型84

4.2.2 金属基复合材料的界面88

4.3 对界面的要求92

4.3.1 对界面的力学要求93

4.3.2 对界面的物理化学要求94

4.3.3 纤维复合材料受力时界面的力学环境95

4.4 陶瓷基复合材料的增韧及界面控制100

4.4.1 陶瓷基复合材料的增韧100

4.4.2 纤维增强陶瓷基复合材料的界面控制105

4.4.3 界面相的结构与性能表征108

5 聚合物基体和高性能聚合物基复合材料111

5.1 聚合物基体111

5.1.1 概述111

5.1.2 环氧树脂114

5.1.3 酚醛树脂132

5.1.4 不饱和聚酯树脂145

5.1.5 高性能树脂157

5.2 高性能聚合物基复合材料174

5.2.1 聚合物基复合材料的制造174

5.2.2 聚合物基复合材料的结构和性能190

5.2.3 聚合物基复合材料的界面195

5.2.4 聚合物基复合材料的应用198

6 金属基体与金属基复合材料199

6.1 高性能复合材料的金属基体199

6.1.1 概述199

6.1.2 用纤维增强金属的原因200

6.1.3 选择金属基体的原则201

6.1.4 常用金属基体材料202

6.1.5 金属的晶体结构和晶体缺陷205

6.1.6 金属的强化方法208

6.2 金属基复合材料210

6.2.1 概述210

6.2.2 金属基复合材料的制造方法210

6.2.3 金属基复合材料的界面224

6.2.4 金属基复合材料的结构与性能228

6.2.5 金属基复合材料的应用237

7 陶瓷基体和高性能陶瓷基复合材料240

7.1 陶瓷概述240

7.1.1 陶瓷的键合240

7.1.2 陶瓷的性能240

7.1.3 陶瓷和玻璃陶瓷的晶体结构242

7.1.4 常用陶瓷基体材料245

7.2 高性能陶瓷基复合材料249

7.2.1 概述249

7.2.2 高性能陶瓷基复合材料的制造249

7.2.3 高性能陶瓷基复合材料的结构和性能271

7.2.4 高性能陶瓷基复合材料的界面276

7.2.5 高性能陶瓷基复合材料的应用277

8 高性能复合材料发展现状与发展方向279

8.1 国内复合材料发展现状与发展方向279

8.1.1 航天功能复合材料的现状与展望279

8.1.2 结构复合材料的研究进展281

8.1.3 值得重视的复合材料研究新动向282

8.2 国际上对复合材料的展望284

8.2.1 国际复合材料发展中的普遍性问题284

8.2.2 国际上对复合材料所存在问题的对策284

参考文献285