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出版者:第2版 (2005年1月1日)

作者:邓捷等编

出品人:

页数:299 页

译者:

出版时间:2003-10

价格:35.0

装帧:平装

isbn号码:9787502548254

丛书系列:

图书标签:

• 钛白粉
• 颜料
• 涂料
• 塑料
• 油墨
• 橡胶
• 造纸
• 化妆品
• 应用技术
• 工业材料

好的，这里为您奉上《钛白粉应用手册》之外，一本关于先进复合材料结构设计与制造技术的图书简介。 --- 《超高性能纤维增强复合材料：从微观界面到宏观结构的设计、成型与服役性能》 图书核心定位与特色 本书聚焦于当前航空航天、高端装备制造领域最前沿且最具挑战性的材料科学与工程交叉学科——超高性能纤维增强复合材料（Ultra-High Performance Fiber Reinforced Composites, UHPFRCs）。不同于传统的树脂基复合材料，本书深入剖析了以碳化硅纤维（SiC）、高强石墨烯/碳纳米管增强基体、以及特种陶瓷基体（CMC）为代表的新一代复合材料体系。全书旨在构建一套从微观界面设计、先进成型工艺控制、到宏观结构性能预测与服役可靠性评估的完整技术框架。 本书的独特性在于： 1. 跨尺度集成分析： 首次系统性地整合了材料的微观相界面热力学、中尺度缺陷演化、以及宏观结构强度和疲劳行为的耦合模拟方法。 2. 前沿工艺聚焦： 详细阐述了真空辅助树脂传递模塑（VARTM）的优化、选择性激光烧结/熔融（SLS/SLM）在陶瓷基复合材料中的应用，以及原位聚合技术在提高界面粘结力方面的最新进展。 3. 服役环境模拟： 重点讨论了超高温氧化、热震、高应变率冲击等极端条件下的失效机制，并提供了相应的寿命预测模型。 --- 第一部分：超高性能纤维与基体材料基础 本部分奠定理解UHPFRCs的基础，侧重于构成复合材料的核心元素。 第一章：先进增强纤维的结构与性能调控 高模量碳纤维（HM-CF）与高强度碳纤维（HS-CF）的结构差异： 详细对比了石墨微晶排列度、轴向/横向模量与强度的内在联系。 陶瓷纤维的制备与缺陷控制： 深入探讨了聚合物衍生陶瓷（Polymer Derived Ceramics, PDC）纤维（如SiC、SiCN）的纺丝、热解、及气氛保护过程中的孔隙率和化学计量比控制。 新型纳米增强体： graphene（石墨烯）和碳纳米管（CNT）在增强陶瓷或金属基体中的分散技术、表面功能化策略，以及如何有效传递载荷。 纤维轴向性能的实验表征技术： 聚焦于单丝拉伸试验的规范化处理及高精度数据解读。 第二章：高性能基体的选择与界面化学 树脂基体的高温化： 聚酰亚胺（PI）、双马来酰亚胺（BMI）以及新型环氧树脂的交联网络结构、玻璃化转变温度（Tg）调控。 陶瓷基体（CMC）的材料体系： 重点分析SiC/SiC、C/SiC体系的反应机理、基体渗透性及抗氧化涂层技术。 界面是关键： 详细阐述了界面层（Interphase）在复合材料中的作用。包括化学键合的形成、物理隔离层（如BN涂层）对纤维抗腐蚀和增韧效果的影响。界面剪切强度（ILSS）的精确测量与影响因素分析。 --- 第二部分：先进成型工艺的精确控制 本部分是本书的工程核心，关注如何将分散的纤维和基体转化为具有几何精度和内部质量的结构件。 第三章：湿法铺层与树脂灌注技术的优化 预浸料的制备与储存： 重点分析树脂与纤维的浸润度（Impregnation Ratio）对后续固化过程的影响。 真空辅助树脂传递模塑（VARTM）的流动模拟： 基于达西定律和菲克定律的耦合模型，预测灌注前端的流动不稳定性和陷阱缺陷（Void Trapping）。 反应动力学与固化过程控制： 使用差示扫描量热法（DSC）实时监测树脂的固化程度，优化加热速率和持温时间，以最小化残余应力和内部缺陷。 第四章：陶瓷基复合材料的增材制造与渗透 选择性激光烧结/熔融（SLS/SLM）在陶瓷预成型体中的应用： 针对高粘度、高填料体系的粉末床技术优化，包括烧结过程中的体积收缩率预测。 化学气相渗透（CVI）与液相渗透（LPI）： CVI的传质-反应耦合过程分析，以及LPI（如熔融硅化反应）在低孔隙率陶瓷基复合材料制造中的热力学驱动力。 纤维预成型的几何精度保证： 针对复杂曲面结构，如编织（Weaving）和三维正交（3D Orthogonal）编织件的铺层路径规划与应力释放。 --- 第三部分：结构设计、性能预测与服役可靠性 本部分面向结构工程师和材料设计师，提供失效分析和寿命预测的工具。 第五章：复合材料的宏观本构关系与建模 经典层合板理论的修正与拓展： 引入材料梯度、厚度方向的非均质性，改进经典层合板理论（CLT）以适应厚板结构。 基于有效介质理论（EMT）的性能预测： 针对随机取向短纤维或非正交铺层的等效泊松比和弹性模量的计算方法。 有限元分析（FEA）中的损伤建模： 引入渐进损伤模型（Progressive Damage Modeling, PDM）和内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）来精确模拟裂纹萌生、扩展及最终失效的路径。 第六章：超高温环境下的热-力-耦合失效分析 热氧化与腐蚀机制： 陶瓷基复合材料在高温（>1200°C）氧化环境下形成的保护性氧化层（如SiO2）的生长动力学，以及非保护性氧化物导致的结构完整性丧失。 热震与热疲劳： 分析由于纤维、基体、界面热膨胀系数不匹配导致的内部残余应力场，并建立热循环下的疲劳寿命预测曲线（如Manson-Coffin曲线的复合材料版本）。 冲击载荷与动态响应： 利用Hopkinson杆和SHPB技术对复合材料在高应变率（> $10^2 s^{-1}$）下的力学行为进行表征，并分析材料内部的损伤演化。 第七章：无损评估（NDE）与结构健康监测（SHM） 超声波检测（UT）与声发射（AE）技术的应用： 针对复合材料的各向异性，优化超声波的波型选择（如Lamb波、Rayleigh波），以识别内部分层（Delamination）和微裂纹。 X射线计算机断层扫描（X-CT）对缺陷的定量分析： 利用三维重建技术对孔隙率、纤维偏离和界面脱粘进行体积占比和空间分布的精确量化。 嵌入式传感器技术： 探讨光纤布拉格光栅（FBG）和压电陶瓷传感器在服役过程中实时监测应变、温度和损伤的集成方案。 --- 适用读者对象 航空航天、能源动力系统、高端体育器材领域的研发工程师。 材料科学、机械工程、结构力学等相关专业的研究生及青年学者。 致力于高性能结构件设计与制造的工业界技术人员。 本书旨在成为一本理论深度与工程实践紧密结合的，面向下一代结构材料应用的技术基准参考书。

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如果说有什么不足，或许是这本书的篇幅有限，对于一些新兴的纳米级钛白粉在UV屏蔽领域的应用探讨略显保守，更新速度似乎还跟不上最前沿的研究进展。但瑕不掩瑜，就目前工业界广泛使用的通用级和特种级钛白粉而言，这本书提供的知识密度是惊人的。我尤其欣赏它在“环保合规性”方面的审慎态度。在当前全球对VOC排放和重金属残留监管日益严格的背景下，手册中关于如何甄选低迁移性、低表面活性残留的改性钛白粉的章节，具有极强的现实指导意义。它不仅仅告诉我们“什么材料好”，更重要的是，它指导我们如何通过供应商的技术文档和SGS报告，去快速判断这些材料是否真的适用于我们苛刻的欧洲市场标准。书中对不同国家和地区关于颜料级和化妆品级钛白粉纯度要求的对比分析，为我们国际贸易部门提供了非常可靠的参考依据。这种跨学科、重实操的叙事风格，使得这本书超越了一般的技术参考书的范畴，更像是一份企业级的风险控制工具。

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老实说，市面上关于颜料的书籍很多，大多流于对物理化学性质的重复叙述，读起来枯燥乏味，仿佛在背诵化学元素周期表。然而，这本《钛白粉应用手册》在结构上采取了一种“问题导向型”的编排，这让人耳目一新。它没有按照钛白粉的生产工艺流程来组织章节，而是直接围绕着终端产品的性能痛点展开讨论。比如，专门开辟了一个章节讨论“光散射效率与粒径分布的非线性关系”，这在传统的材料学书籍中往往被一笔带过。书中通过大量的微观形貌照片和对应的光学性能曲线对比，直观地展示了亚微米级粒径的优化对提高半遮盖力（Hiding Power）的决定性作用。对我个人而言，最受益匪浅的是关于“油性体系中絮凝与防沉降技术”的详细介绍。我们过去主要依靠高分子分散剂，但效果时好时坏。这本书深入分析了空间位阻效应和静电斥力在不同极性溶剂中的作用强度差异，并提出了一种结合无机硅烷偶联剂和新型聚酯胺的复合稳定体系，我在一个实验批次中试用后，产品的长期储存稳定性得到了显著提升，客户满意度直接上升了两个档次。

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这本书的语言风格就像一位经验丰富的老师傅在给新徒弟传授独门秘籍，直截了当，毫不含糊，甚至带有一种不容置疑的权威感。它没有使用太多花哨的修辞，而是用数据和实验结果说话。最让我印象深刻的是对“颜料体积浓度（PVC）”与“最适配方点（Optimum Pigment Volume Concentration, OPVC）”之间复杂关系的解析。以往我们总是依赖经验公式来确定涂层的最佳颜填料比例，导致很多时候膜层性能并非最优。这本书通过详细的流变学测试数据，清晰地展示了钛白粉在不同剪切速率下的假塑性行为，以及这种行为如何反过来影响成膜后的光泽度和耐擦洗性。它甚至提供了一个Excel模型（虽然没有直接在书中给出文件，但其背后的计算逻辑是完整的），帮助我们根据自身原料的粒径分布和油吸量，快速推算出理论上的OPVC范围。这对于我们追求高性价比和高性能的涂料制造商来说，无疑是宝贵的财富。总而言之，这是一本面向实战、深度足以支撑专业决策的重量级参考书。

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这本《钛白粉应用手册》的出现，简直就是为我们这些常年与化工材料打交道的人士带来了一盏明灯。我过去在实际操作中，总觉得对钛白粉的某些深层特性把握得不够精准，尤其是在面对不同树脂体系和特定光照条件下的色相变化，常常需要大量的试错。这本书，我翻阅下来，它没有过多地纠缠于基础的化学结构介绍——那些在其他教科书里唾手可得——而是非常直接地切入了“应用”二字的核心。它详尽地分析了锐钛型和金红石型在不同涂料配方中的分散性差异，这一点对我优化中高端内外墙涂料的遮盖力指标至关重要。记得有一次，我们尝试用一种新型水性丙烯酸乳液来替代溶剂型体系，结果发现钛白粉的研磨效率显著下降，导致最终光泽度不达标。正是通过参考手册中关于表面处理剂与聚合物界面作用力的章节，我才意识到需要调整助剂的加入顺序和剪切速率，这才解决了问题。书中的图表数据非常扎实，不是那种空泛的理论描述，而是直接与工业生产挂钩的实操指南，对于提升生产效率、减少物料浪费，起到了立竿见影的作用。我尤其欣赏它对“耐候性衰减模型”的探讨，这对于户外产品寿命的预测提供了科学依据。

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当我拿到这本“手册”时，我的第一感觉是，这绝对不是一本给初学者的入门读物。它的深度和广度，更像是一份资深工程师的经验结晶汇编。内容组织上，作者显然是抱着解决实际生产难题的态度来编写的，逻辑推进非常务实。例如，关于钛白粉在塑料着色领域的应用部分，简直是一部浓缩的故障排除指南。它细致地阐述了在聚烯烃（如PE和PP）加工过程中，高温对钛白粉表面无机包膜的潜在破坏，并给出了具体的温度控制建议和抗黄变剂的复配策略。我记得有一批ABS工程塑料因为色相略微偏灰而报废，当时我们束手无策，查阅了许多国际标准，都无法提供立竿见影的方案。翻阅这本书时，其中关于“双抗（耐酸碱与耐硫化）”特性在注塑成型过程中的表现对比分析，让我豁然开朗，原来问题出在助剂与钛白粉的微观吸附平衡上。这本书没有给我们提供“标准答案”，而是教会我们如何根据现场的原材料波动，灵活地调整工艺参数，这才是真正的“应用手册”价值所在。它的语言风格略显凝练，对于非专业背景的读者可能门槛稍高，但对于我们这群需要深入理解材料行为的研发人员来说，简直是爱不释手。

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