Thermoplastic Composite Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Publishing Company

作者:Leif A. Carlsson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1990-12-01

价格:USD 203.25

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444881182

丛书系列:

图书标签:

• 热塑性复合材料
• 复合材料
• 聚合物
• 材料科学
• 工程材料
• 热塑性塑料
• 成型工艺
• 力学性能
• 应用
• 结构材料

塑性复合材料（Thermoplastic Composite Materials） 深度探索前沿材料科学的变革力量 在当代材料科学领域，塑性复合材料（Thermoplastic Composite Materials）正以其卓越的性能和前所未有的设计自由度，迅速重塑着从航空航天到汽车工业，再到消费电子产品和医疗器械等众多关键行业的格局。本书《塑性复合材料》并非简单地对现有知识进行罗列，而是一次深入的、全方位的探索，旨在揭示塑性复合材料的本质、演进、应用潜力和未来发展趋势。本书将带领读者穿越材料科学的迷宫，理解这些材料如何通过创新设计和先进制造，开启高性能、轻量化和可持续发展的无限可能。 第一篇：塑性复合材料的基础理论与核心原理 本书的开篇，将为读者奠定坚实的基础，深入剖析塑性复合材料的构成要素、微观结构与宏观性能之间的内在联系。 第一章：塑性复合材料的定义与分类： 我们将首先清晰界定塑性复合材料的概念，将其与传统的增强塑料（thermoset composites）进行对比，突出其在分子结构、固化机制和可回收性等方面的根本性差异。深入探讨塑性复合材料的分类体系，包括基于基体材料（如聚丙烯、聚醚醚酮、尼龙、聚碳酸酯等）和增强材料（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等）的划分，以及不同组合所带来的性能特点。介绍单向带、预浸料、片状模塑料（SMC）、片状预浸料（GMT）等常见的半成品形式，为后续章节的应用奠定基础。 第二章：塑性基体材料的化学与物理特性： 本章将聚焦于构成塑性复合材料骨架的聚合物基体。详细解析不同类型塑性聚合物（如半结晶性聚合物如PP、PA、PEEK，以及非结晶性聚合物如PC、PS）的分子链结构、玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）、结晶度、粘度、热稳定性、耐化学腐蚀性以及力学性能。深入理解这些特性如何影响复合材料的加工性能、使用温度范围、韧性、强度以及对环境因素的响应。 第三章：增强材料的作用与表征： 增强材料是赋予塑性复合材料优异性能的关键。本章将全面介绍各类增强纤维，包括玻璃纤维（E-glass, S-glass）、碳纤维（PAN基、沥青基）、芳纶纤维（Kevlar, Twaron）以及天然纤维（如竹、麻、棉）等。详细阐述它们的纤维结构、力学性能（弹性模量、抗拉强度）、热性能、表面特性以及与基体材料的界面相容性。讨论纤维的形态（短纤维、长纤维、连续纤维）、排列方式（随机、定向、编织）对复合材料整体性能的决定性影响。 第四章：纤维-基体界面：塑性复合材料的关键连接： 纤维与基体之间的界面是塑性复合材料性能的决定性因素。本章将深入探讨界面化学、物理键合以及界面增强机制。分析表面处理技术（如偶联剂处理、等离子处理）如何改善纤维与基体之间的粘附力，提高载荷传递效率。探讨界面脱粘、纤维断裂等失效模式，以及如何通过优化界面设计来提升复合材料的整体韧性和疲劳寿命。 第五章：宏观力学性能与本构关系： 本章将从宏观角度，运用经典的复合材料力学理论，建立起塑性复合材料的宏观力学性能与微观结构之间的联系。介绍各向同性、单向层合板、层合板等典型结构的力学模型。深入探讨杨氏模量、泊松比、剪切模量、抗拉强度、抗压强度、弯曲强度、冲击强度、疲劳寿命以及断裂韧性等关键力学参数的测量方法与影响因素。介绍经典叠加法则（Rule of Mixtures）、Micromechanics模型等用于预测宏观性能的理论工具。 第二篇：塑性复合材料的加工与制造技术 理解塑性复合材料的加工过程是实现其高性能和复杂结构的基石。本篇将聚焦于当前主流的制造技术，并探讨其优劣势及发展方向。 第六章：热压成型（Compression Molding）与注射成型（Injection Molding）： 详细介绍热压成型工艺，包括模具设计、预热、加压、固化（冷却）等环节。分析其在生产大尺寸、复杂形状部件方面的优势，以及对原材料（如SMC、GMT）的要求。深入探讨注射成型工艺，包括螺杆设计、注射参数控制、模具冷却等。重点分析其在高产量、高精度生产小至中型部件方面的效率，以及在纤维长度和取向控制方面的挑战。 第七章：拉挤成型（Pultrusion）与缠绕成型（Filament Winding）： 本章将介绍连续生产长材制品的拉挤成型工艺，包括浸润、预成型、加热固化、牵引等步骤。分析其在生产型材、管材、棒材等连续结构件中的应用。阐述缠绕成型工艺，通过精确控制纤维缠绕角度和层数，制造出具有高强度和高比刚度的中空结构件，如压力容器、管道等。 第八章：树脂传递模塑（RTM）与真空辅助树脂传递模塑（VARTM）： 详细介绍树脂传递模塑（RTM）工艺，即通过模具将干纤维预制件浸润树脂，实现复杂形状部件的制造。重点分析RTM在生产中等尺寸、中等批量部件中的灵活性。介绍真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺，利用真空压力辅助树脂渗透，降低模具成本，适用于生产大尺寸、薄壁结构件。 第九章：自动化制造技术：铺层机器人与增材制造（3D打印）： 随着工业自动化和智能化的发展，机器人铺层（Automated Fiber Placement, AFP）和自动化带材铺设（Automated Tape Laying, ATL）已成为生产高性能航空航天部件的主流技术。本章将深入探讨这些技术的工作原理、优势以及在复杂曲面成型方面的能力。同时，将展望塑性复合材料在增材制造（3D打印）领域的应用，包括FDM、SLA等技术如何与塑性复合材料结合，实现快速原型制造和定制化生产。 第十章：后处理与连接技术： 塑性复合材料部件的性能和可靠性离不开有效的后处理和连接。本章将介绍切削、打磨、表面处理等后处理技术。重点探讨机械连接（螺栓连接、铆接）和化学连接（胶接）的原理、设计准则以及在不同应用中的选择。分析焊接技术在塑性复合材料连接中的潜力与挑战。 第三篇：塑性复合材料的应用领域与发展前沿 本书的最后一部分，将聚焦于塑性复合材料在各行各业的广泛应用，并展望其未来的发展方向和潜在的突破性进展。 第十一章：航空航天工业：轻量化与高性能的驱动力： 塑性复合材料在航空航天领域的应用是其性能优势最直观的体现。本章将详细介绍其在飞机结构件（机翼、机身、尾翼）、发动机部件、起落架以及内饰件中的应用案例。重点分析塑性复合材料如何通过减轻结构重量，提高燃油效率，从而为航空航天业的可持续发展做出贡献。 第十二章：汽车工业：迈向更安全、更环保的交通： 汽车轻量化是提升燃油经济性、降低排放的关键。本章将深入探讨塑性复合材料在汽车车身覆盖件、底盘结构、发动机罩、传动部件以及碰撞吸能结构中的应用。分析其在提高车辆碰撞安全性、改善操控性以及实现电动汽车续航里程提升方面的作用。 第十三章：风能与海洋工程：应对严苛环境的挑战： 风力涡轮机叶片和海洋结构件对材料的强度、刚度、耐久性和抗腐蚀性有着极高的要求。本章将介绍塑性复合材料在风力涡轮机叶片、塔筒以及海洋平台、船舶结构件等领域的应用。探讨其在应对恶劣海洋环境、提高能源转化效率方面的优势。 第十四章：体育器材与消费电子：创新设计与用户体验： 高性能体育器材（如自行车架、网球拍、滑雪板）和轻薄耐用的消费电子产品（如笔记本电脑外壳、智能手机）是塑性复合材料的另一个重要应用领域。本章将分析其如何通过优化设计，提升产品性能，满足消费者对轻便、坚固和美观的需求。 第十五章：医疗器械与生物医学：生物相容性与精密制造： 塑性复合材料在医疗器械领域展现出巨大的潜力，尤其是在需要生物相容性、X射线/MRI穿透性以及精密成型的应用中。本章将探讨其在骨科植入物、手术器械、诊断成像设备外壳等方面的应用。 第十六章：可持续性、可回收性与未来展望： 随着全球对可持续发展的日益关注，塑性复合材料的可回收性成为研究的热点。本章将讨论目前塑性复合材料回收技术的挑战与进展，包括机械回收、化学回收和能量回收等。展望塑性复合材料在循环经济中的角色，以及未来在新型基体材料（如生物基聚合物）、智能复合材料、多功能复合材料等方面的研发方向。本书将在此对塑性复合材料的未来发展趋势进行总结和预测，强调其在构建更美好、更可持续的未来中所扮演的关键角色。 通过对《塑性复合材料》的系统性深入解读，本书期望为材料科学家、工程师、研究人员以及对前沿材料技术感兴趣的读者提供一个全面、权威的学习平台。它不仅是一本技术手册，更是一扇通往材料科学未来创新之门的钥匙，引领读者洞察塑性复合材料所蕴含的无限可能。

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