先进复合材料界面技术/先进复合材料技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张宝艳 著

图书标签:

• 复合材料
• 界面技术
• 先进材料
• 材料科学
• 工程技术
• 粘接技术
• 表面处理
• 功能材料
• 复合材料力学
• 结构材料

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516512395

版次：1

商品编码：12208985

包装：平装

丛书名： 先进复合材料技术丛书

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：240

正文语种：中文

内容简介

　　界面是决定复合材料性能的关键因素，是复合材料研究领域的焦点问题。《先进复合材料界面技术/先进复合材料技术丛书》首先对复合材料的界面形成与作用，复合材料的组元特性，纤维与树脂之间的物理、化学作用，复合材料界面微观结构及其表征、界面结构与界面行为之间的关系，以及它们对材料宏观性能的影响等进行了介绍，随后，对连续纤维增强树脂基复合材料的界面设计和改进进行了论述。
　　《先进复合材料界面技术/先进复合材料技术丛书》可供从事复合材料研究或生产的科技工作者、高等院校及研究院所相关专业的师生参考，也可作为高等院校相关专业的教学参考书。

作者简介

张宝艳，中航工业复合材料研究中心研究员，长期从事先进复合材料碳纤维与界面技术，复合材料的界面性能与复合材料性能的关系以及复合材料的界面设计与改进等方面研究，并取得众多重要研究成果，博士生导师。多次在专业期刊上发表相关论文。

目录

第1章 概述
1．1 纤维增强复合材料的界面形成
1．1．1 界面和界面相
1．1．2 界面形成与作用机理
1．2 纤维增强复合材料的界面结构与性能
1．2．1 界面相区主要物理性能分析
1．2．2 界面强度表征分析
1．3 复合材料界面的作用与改进
1．3．1 界面性能与复合材料性能的相关性
1．3．2 界面性能的改进
参考文献

第2章 复合材料的组元特性
2．1 纤维
2．1．1 纤维表面特性分析方法
2．1．2 纤维的表面性质
2．1．3 纤维表面处理及其对纤维表面性能的影响
2．2 树脂基体
2．2．1 树脂的物理特性
2．2．2 树脂的化学特性
2．2．3 树脂基体的改性
参考文献

第3章 纤维与树脂之间的物理、化学作用
3．1 纤维与树脂之间的物理作用
3．1．1 浸润作用
3．1．2 黏结作用
3．2 纤维与树脂之间的化学作用
3．2．1 纤维与上浆剂之间的化学作用
3．2．2 上浆剂与树脂之间的化学作用
3．3 上浆剂对界面黏结作用的影响
参考文献

第4章 复合材料界面的表征分析
4．1 复合材料的界面特性概述
4．1．1 物理特性
4．1．2 化学特性
4．1．3 力学性能
4．2 复合材料界面性能的表征分析
4．2．1 界面形态与成分的表征分析
4．2．2 界面力学性能测试分析
4．2．3 用于界面分析的宏观测试方法
参考文献

第5章 复合材料的界面性能与复合材料性能的关系
5．1 复合材料界面载荷传递的模拟计算方法
5．1．1 纤维/基体的剪滞模型
5．1．2 代表性体积元数值模拟
5．2 界面与复合材料宏观性能关联
5．2．1 纵向拉伸性能
5．2．2 横向拉伸性能
5．2．3 横向压缩性能
参考文献

第6章 复合材料的界面设计与改进
6．1 复合材料界面性能的模拟
6．1．1 复合材料界面相区形成过程模拟
6．1．2 复合材料微结构性能模拟与分析
6．2 复合材料界面的改进
6．2．1 树脂基体改性及对复合材料界面性能的影响
6．2．2 纤维表面处理及对复合材料关键性能的影响
6．2．3 复合材料界面相主要性能控制探讨
参考文献
后记

前言/序言

先进树脂基复合材料以其高比强、高比模、耐腐蚀、耐辐照、抗疲劳性能好、性能可设计性强、便于整体成型以及综合性能优异等特点而在航空、航天、兵器、舰船和电子等领域获得广泛应用。恰逢中国工程院陈祥宝院士和航空工业出版社策划并组织编写《先进复合材料技术丛书》，考虑目前国内外复合材料界面技术的研究状况，丛书中特别提出编写《先进复合材料界面技术》一书。

　　界面作为复合材料特有的组成部分，对复合材料的性能起着重要作用，诸多材料科学问题的解决都依赖于对界面认识的进一步深化。树脂基复合材料界面性能对复合材料整体的性能影响大，复合材料的韧性、耐热性、压缩等性能都与界面性能相关。为改善复合材料性能，必须了解复合材料的界面并进一步考虑界面性能的设计和控制。

　　在国家安全重大基础研究计划支持下，已经系统研究了纤维增强树脂基复合材料的组元特性、纤维/树脂间界面表征与性能及界面对复合材料基本性能和使用性能的影响等。本书内容涉及到了其中的部分研究工作成果，并同时汇集了国内外连续纤维增强树脂基复合材料界面相关研究的最新研究进展。希望这本书的出版在一定程度上会使我国复合材料科技工作者从中获益，并对促进树脂基复合材料的扩大应用产生一定积极影响。

　　本书共分6章：第1章介绍了界面的形成和基本作用；第2章叙述了形成树脂基复合材料的树脂和纤维的特性；第3章论述了纤维与树脂之间的物理化学作用；第4章叙介绍了复合材料界面的表征分析理论与方法；第5章的内容是关于复合材料界面性能与复合材料性能的关系；第6章对复合材料的界面设计与改进进行了叙述。

　　本书由张宝艳统稿，各章的编写分工如下：第1章由张宝艳（中航复合材料有限责任公司）编写，第2章由李嘉和张宝艳（中航复合材料有限责任公司）编写，第3章由石峰晖和张宝艳（中航复合材料有限责任公司）编写，第4章和第5章由张博明（北京航空航天大学）编写，第6章由张宝艳（中航复合材料有限责任公司）和张佐光、李敏（北京航空航天大学）编写。

　　本书在编写过程中得到了陈祥宝院士的大力支持和帮助，在出版过程中航空工业出版社给予了极大的关心和支持，并提出了许多宝贵的意见，在此一并表示衷心的感谢。

　　本书融入了各章作者自身的研究成果和心得，由于编者水平有限，书中必有不足之处，疏漏甚至谬误也在所难免，恳请广大读者给予批评指正。

《先进复合材料界面技术》：深入解析材料性能的关键疆域 在现代工程领域，复合材料已成为实现轻质高强、高性能设计的基石。从航空航天到汽车制造，从体育器材到新能源设备，复合材料的身影无处不在，它们之所以能发挥如此卓越的性能，很大程度上归功于其内在的精妙结构，而这种结构的根基，恰恰在于材料的界面。 《先进复合材料界面技术》一书，正是聚焦于这一复合材料性能的“神经中枢”——界面。本书并非泛泛而谈复合材料的宏观应用，而是深入到微观尺度，系统地剖析了构成复合材料的各相（纤维、基体、填料等）之间相互作用的奥秘。它旨在为读者提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，去理解和掌握界面在决定复合材料整体性能中的核心地位。 本书内容概览： 界面结构与化学： 本书首先会详细阐述复合材料中不同类型界面的微观结构特征，包括几何形貌、相界面的原子排列、晶格失配以及表面官能团等。通过对界面化学的深入研究，探讨了纤维与基体之间的化学键合、范德华力、物理吸附等相互作用机理，以及这些化学过程如何影响界面的结合强度和稳定性。 界面性能的表征技术： 如何准确、有效地表征界面性能是进行界面设计与优化的前提。《先进复合材料界面技术》将全面介绍一系列先进的实验表征技术。这包括但不限于： 微观形貌观察： 扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等，用于观察界面处的微观结构和缺陷。 化学成分分析： 能量色散X射线光谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）等，用于分析界面处的元素分布和化学状态。 力学性能测试： 纳米压痕、拉伸剪切试验、弯曲试验等，用于量化界面结合强度和韧性。 表面分析技术： 原子力显微镜（AFM）、接触角测量等，用于评估界面表面特性和湿润性。 光谱分析方法： 红外光谱（IR）、拉曼光谱等，用于研究界面处的分子结构和化学反应。 界面增强与改性策略： 基于对界面结构和性能的深刻理解，本书将重点探讨一系列先进的界面增强与改性策略，以期提升复合材料的整体性能。这其中包括： 表面处理技术： 物理（如等离子体处理、粗化）和化学（如偶联剂、涂层）表面处理技术，旨在改善纤维与基体之间的润湿性和界面结合。 界面相的控制： 通过优化工艺参数或引入特定的界面相，调控界面区域的微观结构和力学行为，例如生成具有韧性或高模量的界面层。 新型界面材料的应用： 探讨二维材料（如石墨烯、MXenes）、纳米颗粒、嵌段共聚物等在界面处的应用，以实现特定的界面功能，如导电性、导热性、阻隔性或自修复能力。 功能化界面设计： 介绍如何通过设计功能化的界面，赋予复合材料特定的性能，例如提高抗冲击性、阻尼性能、耐腐蚀性或传感能力。 界面与宏观性能的关联： 本书并非孤立地研究界面，而是强调界面行为如何直接影响复合材料的宏观性能。例如，界面缺陷（如孔隙、微裂纹）如何导致力学性能下降，界面结合强度如何影响材料的断裂韧性，界面热阻如何影响材料的导热性能等。通过建立界面与宏观性能之间的关联模型，为材料的设计和失效分析提供理论依据。 数值模拟与理论模型： 为了更深入地理解复杂的界面现象，本书还将介绍相关的数值模拟和理论模型。包括分子动力学模拟、有限元分析等，用于预测界面应力分布、界面失效模式以及不同界面设计对材料性能的影响，为实验研究提供指导和补充。 前沿研究方向与未来展望： 结尾部分将对先进复合材料界面技术的最新研究进展进行梳理，并对未来的发展趋势进行展望，例如智能界面、自适应界面、多尺度界面设计等，为研究人员提供新的研究思路和方向。 《先进复合材料界面技术》适合于材料科学、机械工程、航空航天工程、化学工程等相关专业的学生、研究人员以及工程技术人员。通过阅读本书，读者将能够深刻理解复合材料性能的精髓所在，掌握设计、制备和优化高性能复合材料的关键技术，从而在各自的研究和工程实践中取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

我在汽车轻量化设计领域工作，一直致力于寻找能够有效提升车身刚度和碰撞安全性的材料方案。先进复合材料在汽车领域的应用前景广阔，但材料界面问题一直是制约其大规模推广应用的瓶颈之一。这本《先进复合材料界面技术》为我提供了很多有价值的思路和解决方案。 书中对碳纤维增强聚合物复合材料在汽车结构中的应用进行了详细的介绍，并着重探讨了界面在传递冲击载荷、吸收能量以及提高材料整体韧性方面的作用。我特别关注书中关于界面增韧技术和界面粘接强度的提升方法。这些技术能够有效提高汽车车身在碰撞事故中的吸能效果，从而提升乘客的安全性。这本书为我提供了新的设计理念和技术手段，让我能够更好地利用先进复合材料来提升汽车的性能和安全性。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读博士学位的研究生，研究方向是高性能复合材料的开发。在我的研究过程中，界面问题一直是困扰我的一个主要瓶颈。文献浩如烟海，但要从中提炼出关于界面技术的核心信息，并将其应用于我的具体实验设计，确实需要花费大量时间和精力。而这本《先进复合材料界面技术》的出版，简直是及时雨！它以一种非常系统的方式，梳理了当前先进复合材料界面技术的研究现状、面临的挑战以及未来的发展趋势。 书中对界面微观结构的调控、界面化学反应的控制、以及界面力学行为的模拟等方面，都有非常深入的探讨。我尤其喜欢书中关于“智能界面”的概念，以及如何通过引入纳米结构或功能性材料来赋予界面新的性能，例如自修复、传感等。这些前沿性的内容，极大地拓宽了我的研究思路，也为我未来的博士论文研究提供了重要的理论基础和技术支持。书中引用的参考文献也非常权威和新颖，为我进一步深入研究提供了指引。

评分☆☆☆☆☆

作为一名复合材料的初学者，我一开始对这个领域感到有些畏惧，尤其是那些复杂的化学反应和微观结构。但当我翻开这本《先进复合材料界面技术》时，我惊喜地发现，它用一种非常清晰易懂的方式，将复杂的概念进行了分解和阐释。作者的语言风格非常朴实，没有过多冗余的术语，而是用生动的比喻和形象的图示，来解释界面形成的原因和影响。 我尤其欣赏书中对基础概念的讲解，例如什么是“界面”，为什么它很重要，以及不同类型的界面是如何形成的。这些基础知识的建立，让我能够更好地理解后续更深入的内容。书中也提供了一些简单的实验操作建议，虽然不是具体的实验步骤，但却能让我对实验室中的研究过程有一个初步的认识。这本书让我对先进复合材料产生了浓厚的兴趣，也为我后续的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名材料分析师，我经常需要对复合材料的失效原因进行溯源分析。很多时候，失效的根源都指向了材料的界面。这本《先进复合材料界面技术》就像一本“失效诊断指南”，它不仅详细介绍了各种界面失效的模式，例如界面脱粘、界面脆性断裂、以及界面反应层过厚等，还给出了相应的分析方法和技术手段。 我特别喜欢书中关于失效机制的详细阐述。作者能够从微观的化学键断裂到宏观的裂纹扩展，层层剥离地剖析失效过程。书中对显微分析技术（如SEM、TEM）在界面失效分析中的应用也进行了详细的介绍，这对于我日常的工作非常有帮助。通过这本书，我能够更准确地判断复合材料失效的根本原因，并为改进材料设计和制造工艺提供有针对性的建议。

评分☆☆☆☆☆

我对结构设计和材料选择有着极高的要求，尤其是在极端环境下工作的设备。过去，我经常遇到的一个难题就是，即使选择了高强度的基体材料和增强体，最终的结构性能却总是受到界面问题的制约，表现不如预期。这本《先进复合材料界面技术》的出现，彻底改变了我的这种困境。书中对界面在承受高温、高湿、化学腐蚀等极端环境下的稳定性进行了详尽的论述。 我特别关注书中关于耐高温界面材料和界面的抗蠕变性能的研究。这些内容直接关系到我所设计的设备在高温环境下的长期可靠性。书中提供的各种优化界面性能的策略，例如通过引入纳米颗粒来提高界面导热性能，或者通过化学改性来增强界面的耐化学腐蚀能力，都为我提供了切实可行的技术手段。阅读这本书，让我深刻理解到，界面不再是简单的“连接点”，而是影响材料整体性能的关键“功能区”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名材料工程师，长期以来，我一直在寻找一本能够系统性地、全面地介绍先进复合材料界面技术的新书。市面上有很多关于复合材料的书籍，但很多都侧重于基体材料或增强体本身，对于至关重要的界面问题，往往是一笔带过。而这本《先进复合材料界面技术》则完全不同，它将界面技术提升到了核心地位，进行了深入细致的探讨。书中对不同类型复合材料（如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强金属基复合材料等）在界面设计和优化方面的策略，都有非常独到的见解。 特别值得一提的是，书中对界面在传递载荷、抵抗失效以及影响材料整体性能（如疲劳寿命、冲击韧性等）方面的作用进行了详尽的阐述。我过去常常低估界面在疲劳破坏中的作用，这本书让我认识到，一个微小的界面缺陷，可能就会成为整个结构的薄弱环节。书中提供的各种增强界面强度的技术，例如表面处理、耦合剂的应用、纳米材料的引入等，都给我提供了宝贵的解决方案。这些方法不仅增加了理论深度，更具备了很强的实践指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本《先进复合材料界面技术/先进复合材料技术丛书》简直是我的救星！我一直深耕于航空航天领域，特别是对复合材料结构的设计和分析有着浓厚的兴趣。过去，我在处理材料界面问题时，常常感到力不从心，很多细微之处的处理方式以及它们对整体性能的影响，都让我感到困惑。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇新的大门。它不仅仅是罗列了各种界面处理方法，更重要的是，它深入浅出地阐述了界面形成机理，从微观的化学键合到宏观的力学传递，都给出了详实的解释。 我尤其欣赏书中对界面表征技术的介绍。那些复杂的分析仪器和测试方法，以往在我看来就像是高深的学问，但作者却能将它们一一拆解，用清晰易懂的语言描述其工作原理和应用场景。特别是关于原子力显微镜（AFM）在界面形貌和力学性能研究中的应用，以及X射线光电子能谱（XPS）在分析界面化学成分和键合状态方面的作用，都让我受益匪浅。书中提供的案例分析也非常贴合实际，让我能够将理论知识与实际操作相结合，解决我工作中遇到的具体难题。

评分☆☆☆☆☆

我是一名致力于新能源材料研发的工程师，尤其关注储能器件中复合材料的应用。在电池隔膜、电极材料等关键部件中，材料界面对其性能有着至关重要的影响。这本《先进复合材料界面技术》为我打开了新的研究视野。 书中对电极材料与电解液之间的界面、隔膜材料与电解液之间的界面等关键界面进行了深入的分析。我特别关注书中关于界面阻抗、界面反应动力学以及界面稳定性在提高电池性能和寿命方面的作用。书中提供的各种界面优化策略，例如通过表面改性来降低界面阻抗，或者通过引入纳米结构来提高界面稳定性，都为我提供了宝贵的研发思路。这本书让我能够更好地理解和控制材料界面，从而为开发更高性能的储能器件提供技术支持。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的材料科学研究者，我长期关注着复合材料领域的发展。近年来，先进复合材料在各个领域的应用日益广泛，其性能的提升与界面技术的进步息息相关。这本《先进复合材料界面技术》可以说是一部集大成之作，它系统地总结了近年来在界面技术方面的最新研究成果，涵盖了从基础理论到工程应用的各个层面。 书中对不同复合材料体系（如聚合物基、金属基、陶瓷基复合材料）的界面特性进行了详细的分析，并介绍了各种先进的界面设计与制备技术。我印象特别深刻的是关于界面增强层和界面纳米涂层在提高复合材料性能方面的应用。这些技术不仅能够有效提高界面的结合强度，还能改善界面的韧性和耐老化性能。书中还对界面失效机理进行了深入的剖析，为我们理解和预防复合材料的失效提供了重要的理论依据。

评分☆☆☆☆☆

我在航空发动机的研发部门工作，对于材料的可靠性和性能极限有着近乎苛刻的要求。复合材料在航空发动机中的应用越来越广泛，而其中最关键的技术难点之一便是材料界面的稳定性与性能。这本《先进复合材料界面技术》为我们提供了一个非常系统和深入的视角来理解和解决这些问题。 书中对高温合金基复合材料、陶瓷基复合材料等在航空发动机应用场景下的界面行为进行了详尽的分析。我尤其关注书中关于界面在高温氧化、热循环以及应力耦合作用下的演变机理。书中提供的各种提高界面高温性能的策略，例如通过元素掺杂、纳米涂层防护以及制备梯度界面等，都具有极高的工程实用价值。这本书让我能够更好地评估不同材料体系在极端工况下的性能表现，从而为发动机的设计优化提供更可靠的依据。