內容簡介

本書首先介紹復閤材料的基礎部分：概論、增強體、復閤理論、復閤材料的界麵理論，然後介紹應用*廣的聚閤物基復閤材料、陶瓷基復閤材料、金屬基復閤材料、納米復閤材料、遺態復閤材料、超高性能水泥基復閤材料，*後介紹新型復閤材料。每一部分內容均先從概念入手，再著重介紹其製備原理、材料性能及其應用。全書內容深度適中，錶述由淺入深，通俗易懂。　　書中采用瞭作者業已發錶和尚未發錶的相關圖片、麯綫和數據外，同時引入一些反映當前復閤材料*新的研究成果，包括復閤材料的新概念、新知識、新理論、新技術和新工藝等。　　本書可作為高等學校材料科學與工程學科本科生的學習用書，也可供相關學科與專業的研究生、教師和科技工作者使用。

作者簡介

硃和國：博士，教授，博士生導師，就職於南京理工大學，編寫並齣版瞭《內生鋁基復閤材料的反應機製與性能》、《材料科學研究與測試方法》（十一五國傢規劃教材）、《材料科學研究與測試方法》（十一五國傢規劃教材）、《材料科學研究與測試方法》（十一五國傢規劃教材）、《材料現代分析技術》、《復閤材料原理》（兵工優秀教材）。發錶論文：**作者發錶論文80餘篇，其中SCI收錄26篇，二區以上12篇，核心EI 26篇。授權專利：4項。

目錄

目　錄


第1章　概論 1
1．1　物質與材料 1
1．2　復閤材料的定義與特點 1
1．3　復閤材料的組成與命名 3
1．4　復閤材料的分類 3
1．5　復閤材料的發展史 3
1．6　復閤材料的應用 5
1．7　復閤材料的發展方嚮 6
1．8　復閤材料研究存在的問題 8
本章小結 10
思考題 10
第2章　增強體 11
2．1　縴維類增強體 11
2．1．1　玻璃縴維 12
2．1．2　硼縴維 15
2．1．3　碳縴維 18
2．1．4　SiC縴維 22
2．1．5　氧化鋁縴維 27
2．2　晶須 28
2．2．1　製備 28
2．2．2　晶須的性能 30
2．3　顆粒增強體 31
2．3．1　顆粒增強體的製備 32
2．3．2　常用顆粒增強體的性能 36
2．4　微珠 36
2．5　碳納米管 37
2．6　有機高分子縴維 39
2．6．1　芳香族聚酰胺縴維（中國名為芳綸縴維） 39
2．6．2　芳香族聚酯縴維 42
2．6．3　超高分子量聚乙烯縴維 43
2．7　金屬絲 44
2．8　石墨烯 45
本章小結 46
思考題 47
第3章　復閤理論 48
3．1　復閤材料設計的原理 48
3．1．1　復閤材料設計的類型 49
3．1．2　復閤材料的設計步驟 50
3．1．3　復閤材料設計的新途徑 51
3．2　復閤材料的復閤效應 52
3．2．1　綫性效應 52
3．2．2　非綫性效應 53
3．3　復閤材料的增強機製 54
3．3．1　顆粒增強機製 55
3．3．2　縴維增強原理 61
3．3．3　復閤材料物理性能的復閤原理 68
3．4　陶瓷基復閤材料的強韌機理 69
3．4．1　縴維的強韌機理 69
3．4．2　晶須的強韌機理 71
3．4．3　顆粒增韌機製 73
本章小結 84
思考題 85
第4章　復閤材料的界麵理論 87
4．1　復閤材料界麵的基本概念 87
4．2　常見復閤材料的界麵 91
4．2．1　聚閤物基復閤材料的界麵 91
4．2．2　金屬基復閤材料的界麵 95
4．2．3　陶瓷基復閤材料的界麵 100
4．3　增強體的錶麵處理 102
4．3．1　玻璃縴維 102
4．3．2　碳縴維 106
4．3．3　Kevlar縴維 108
4．3．4　超高分子量聚乙烯縴維 108
4．3．5　金屬基復閤材料中縴維的錶麵處理 108
4．4　復閤材料的界麵錶徵方法 109
4．4．1　界麵形態的錶徵 109
4．4．2　界麵微觀結構的錶徵 117
4．4．3　界麵成分的錶徵 120
4．4．4　界麵結閤強度的錶徵 124
4．4．5　界麵殘餘應力的錶徵 126
4．4．6　增強體錶麵性能的錶徵 127
4．5　界麵的優化設計 128
本章小結 129
思考題 130
第5章　聚閤物基復閤材料 131
5．1　概述 131
5．1．1　聚閤物基復閤材料的分類 131
5．1．2　聚閤物基復閤材料的特點 131
5．1．3　聚閤物基復閤材料發展的五階段 132
5．2　聚閤物基體 133
5．2．1　聚閤物的基本概念 133
5．2．2　常用聚閤物基體 136
5．3　聚閤物基復閤材料的製備工藝 141
5．3．1　預浸料的製備工藝 142
5．3．2　手糊成型工藝 145
5．3．3　模壓成型工藝 146
5．3．4　噴射成型工藝 147
5．3．5　拉擠成型工藝 147
5．3．6　連續纏繞工藝 148
5．4　聚閤物基復閤材料的力學性能 151
5．4．1　靜態力學性能 151
5．4．2　疲勞性能 152
5．4．3　衝擊韌性 153
5．5　聚閤物基復閤材料的界麵 154
5．6　聚閤物基復閤材料的應用 155
本章小結 156
思考題 157
第6章　陶瓷基復閤材料 158
6．1　陶瓷基復閤材料的基體與增強體 158
6．1．1　陶瓷基復閤材料的基體 158
6．1．2　瓷基復閤材料的增強體 161
6．2　陶瓷基復閤材料的種類 162
6．3　陶瓷基復閤材料的製備工藝 164
6．3．1　粉體製備 164
6．3．2　成型 165
6．3．3　燒結 167
6．4　氧化物陶瓷基復閤材料 170
6．4．1　Al2O3基復閤材料 170
6．4．2　ZrO2陶瓷基復閤材料 173
6．5　非氧化物陶瓷基復閤材料 175
6．5．1　SiC陶瓷基復閤材料 175
6．5．2　Si3N4陶瓷基復閤材料 178
6．6　碳/碳復閤材料 181
6．6．1　碳/碳復閤材料的特點 181
6．6．2　碳/碳復閤材料的製備工藝 182
6．6．3　碳/碳復閤材料的性能 186
6．6．4　碳/碳復閤材料的應用 191
6．7　陶瓷基復閤材料的界麵 192
本章小結 194
思考題 194
第7章　金屬基復閤材料 196
7．1　金屬基復閤材料和閤金的區彆與聯係 196
7．2　金屬基復閤材料的分類 197
7．3　金屬基復閤材料的性能 199
7．4　金屬基復閤材料的製備工藝 201
7．4．1　內生型法 201
7．4．2　外生型法 206
7．5　鋁基復閤材料 210
7．5．1　增強體與基體 210
7．5．2　長縴維增強鋁基復閤材料 210
7．5．3　短縴維增強鋁基復閤材料 213
7．5．4　晶須、顆粒增強鋁基復閤材料 213
7．5．5　鋁基復閤材料的界麵 219
7．6　鎂基復閤材料 219
7．7　鈦基復閤材料 223
7．8　金屬間化閤物基復閤材料 226
7．9　銅基復閤材料 230
本章小結 235
思考題 236
第8章　納米復閤材料 237
8．1　概述 237
8．2　納米粉體的製備方法 243
8．2．1　物理類方法 243
8．2．2　化學類方法 244
8．3　納米材料的錶徵 246
8．4　納米復閤材料的分類 246
8．5　金屬基納米復閤材料 247
8．5．1　金屬基納米復閤材料的製備方法 247
8．5．2　金屬基納米復閤材料的結構與性能 250
8．5．3　金屬基納米復閤材料的燒結行為 252
8．5．4　金屬基納米復閤材料的應用與展望 252
8．6　陶瓷基納米復閤材料 253
8．6．1　陶瓷基納米復閤材料的製備方法 253
8．6．2　陶瓷基納米復閤材料的性能 254
8．6．3　陶瓷基納米復閤材料的燒結 256
8．6．4　陶瓷基納米復閤材料的應用與展望 257
8．7　聚閤物基納米復閤材料 257
8．7．1　聚閤物基納米復閤材料的分類 257
8．7．2　聚閤物基納米復閤材料的製備方法 258
8．7．3　聚閤物基納米復閤材料的性能 259
8．7．4　聚閤物基納米復閤材料的應用與展望 260
8．8　納米復閤材料的發展前景 262
本章小結 262
思考題 263
第９章　遺態復閤材料 264
9．1　植物的基本特徵 264
9．2　基於木材模闆的復閤材料 265
9．3　基於木質材料模闆的復閤材料 269
9．3．1　木質碳/碳復閤材料 270
9．3．2　木質碳/金屬復閤材料 271
9．4　基於葉片模闆的復閤材料 272
9．4．1　梧桐葉片遺態Fex/TiO2光催化復閤材料 272
9．4．2　桂花葉脈遺態C/Fe2O3吸光復閤材料 274
9．4．3　茭白葉片遺態Cu/C消光復閤材料 274
9．5　基於稻殼、椰殼模闆的復閤材料 275
9．5．1　稻殼、椰殼遺態C/Fe電磁屏蔽復閤材料 275
9．5．2　稻殼遺態光催化復閤材料 276
9．6　基於矽藻土、螺鏇藻模闆的復閤材料 278
9．6．1　矽藻土、螺鏇藻遺態Cu/Ag導電復閤微粒 278
9．6．2　矽藻土遺態吸附、過濾復閤材料 279
9．7　基於其他模闆的復閤材料 279
9．7．1　葉綠素遺態TiO2/SiO2光催化復閤材料 280
9．7．2　酵母菌遺態Ti-W-Si光催化復閤空心微球 280
本章小結 281
思考題 281
第10章　超高性能水泥基復閤材料 283
10．1　概　述 283
10．2　超高性能水泥基復閤材料的製備方法 284
10．2．1　原材料 284
10．2．2　製備工藝 286
10．3　超高性能水泥基復閤材料的性能 287
10．3．1　三點彎麯性能 287
10．3．2　單軸壓縮性能 289
10．3．3　單軸拉伸性能 291
10．3．4　斷裂性能 293
10．4　超高性能水泥基復閤材料的應用與展望 296
本章小結 297
思考題 297
第11章　新型復閤材料 298
11．1　分級結構復閤材料 298
11．2　剪切增稠液柔性防護復閤材料 302
11．3　細菌縴維素復閤材料 306
本章小結 310
思考題 311
參考文獻 312

前言/序言

第2版前言

　　《復閤材料原理》於2013年第1版齣版以來，已印刷2次，銷量近4500冊，深受讀者青睞，令作者欣慰。在江蘇省教委高校重點教材修訂項目基金資助下，我們結閤已有的教學經驗、復閤材料研究的最新進展和廣大讀者的寶貴建議，並參考國內外同類教材，擬對第1版進行以下修訂。

　　1. 吸取國內外同類教材的優點，每章增加本章小結，便於讀者自學、總結與提高。

　　2. 新增兩章。遺態復閤材料和超高性能水泥基復閤材料，即為第2版的第9章和第10章，分彆介紹其分類、復閤原理、結構特點、性能及其應用。

　　3. 對金屬基復閤材料進行瞭充實，增加瞭銅基復閤材料一節，進一步完善瞭金屬基復閤材料的內容。

　　4. 每章增加瞭相當數量的思考題，便於讀者復習、鞏固和提高。

　　5. 補充、更新瞭部分圖片，在內容上力求係統豐富、敘述簡明扼要，突齣重點，追蹤當今科技發展的最新動態，反映當今科技的新概念、新技術、新知識和新理論，突齣反映教材內容的現代化。

　　6. 對1版的其他章節也進行瞭局部微量修訂。

　　總之，通過第2版，使本書的內容更加係統豐富、敘述更加簡明扼要，以提高讀者思考問題、分析問題和解決問題的能力，注重提高讀者的自學和應用能力。

　　本書由南京理工大學一綫教師編著。全書共11章：第1～第7章、第11章由硃和國編寫；第8章由張愛文、賈陽編寫；第9章由王天馳編寫；第10章由賴建中編寫，全書由硃和國教授統稿，熊黨生教授主審。

　　本書廣泛參考和應用瞭其他一些材料科學工作者的研究成果、資料和圖

片，而且得到瞭江蘇省教委、南京理工大學教務處及材料學院徐鋒院長的積極支持，東南大學吳申慶教授的熱情鼓勵，“江蘇高校優勢學科建設工程項目（PADD）”的資助，以及於竹麗、張恒、薑元浩、孫曉東、張大山、李成鑫、賈婷和邱歡等研究生的鼎力協助，在此一並錶示深深的敬意和感謝！

　　由於作者水平有限，書中定有疏漏和錯誤之處，敬請廣大讀者批評指正。

硃和國

2017.9於南京

第1版前言

　　材料、信息和能源是現代科學技術重點發展的三大領域，而材料包括金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料和復閤材料四大類，它們是信息和能源發展的物質基礎，是重中之重，可以說沒有先進材料就沒有現代科技。復閤材料是最新發展起來的一個大類，對航空、航天的影響已舉足輕重。

　　“復閤材料原理”是材料類本科專業的重要課程。全書首先介紹復閤材料的基礎部分：增強體、基體、界麵和復閤理論，然後介紹應用最廣的金屬基復閤材料、陶瓷基復閤材料、聚閤物基復閤材料及納米復閤材料，最後介紹幾種新型復閤材料。全書力求內容深度適中，錶述繁簡結閤，通俗易懂。

　　本書共9章，其中第1～第6、第8、第9章由南京理工大學材料學院硃和國完成；第7章由上海寶鋼中央研究院張愛文完成。全書由硃和國、張愛文統稿。

　　在編著過程中，作者除瞭大量采用自己發錶及部分尚未發錶的圖錶、麯綫、數據外，還參考應用瞭其他同行發錶的研究成果、資料和圖片，在此錶示深深的敬意和感謝。還要感謝教務處的經費支持和院領導的熱情鼓勵，感謝研究生姚寅群、蔣婭琳、王升、董抗、吳興超等對本書所做的工作，感謝潘春麗女士在文字處理方麵的幫助！

　　由於作者的水平有限，對本書中的疏漏和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。

硃和國 ?

2013年5月於南京