书籍详情
多功能聚合物复合材料面临的挑战与应用案例（第2卷）
作者：克劳斯·费里德里希（Klaus Friedrich） 著，乌尔夫·布鲁尔（Ulf Breuer） 编
出版社：化学工业出版社
出版时间：2021-01-01
ISBN：9787122356345
定价：¥99.00
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内容简介
《多功能聚合物复合材料（第2卷）》详细介绍了多功能复合材料领域的研究进展。作者整理总结了在多功能复合材料领域许多知名学者的研究成果，探讨了多功能复合材料领域的趋势。全卷共11章，通过案例研究阐明了如何实现多功能复合材料不同性能的组合，深入介绍了多功能复合材料在不同领域的具体应用。具体包括碳纤维聚合物复合材料在航空航天领域的应用，如何实现层间增韧以及多功能化的夹层技术；不同纤维增强环氧树脂的机械和微波相互作用性能；纳米石棉有机制动材料面临的挑战；有自愈功能的环氧树脂复合材料的摩擦学性能；多功能结构电池和超级电容器复合材料面临的工程与系统问题；多功能电磁波吸收和阻燃材料的制备；多功能形状记忆合金基复合材料的性能；形状记忆环氧树脂和复合材料的近期进展及未来趋势等方面。 本书系统地对多功能复合材料进行了介绍，有案例分析，也有相关的专业知识。本书是从事研究多功能复合材料科技工作者的重要参考读物，可提供相关技术和实践的指导。本书主要面向寻求解决新材料开发和特定应用方案的专业学者，也适合对多功能复合材料领域感兴趣的技术人员和学生使用。
作者简介
刘勇，北京化工大学机电工程学院副研究员，博士生导师，高分子纳米复合材料实验室负责人。主要从事高分子及纳米复合材料制备与应用等研究。在特种高性能塑料应用、橡胶制品性能提升、塑料产品配方及工艺开发、特种功能纤维成型、静电纺丝制备有机纳米纤维、常温无光净化甲醛、燃料电池隔膜制备、纳米微粒制备与应用等方面均有研究。迄今发表期刊文章81篇，会议报告25次，申请专利43项，其中授权29项。是Polymer，Polymer Engineering & Science、化工学报等10多种中外期刊审稿人。是中国化学会会员，中国复合材料学会高级会员，英国皇家化学会会员，美国化学会会员。 每年给不同专业的本科生讲授AutoCAD软件的使用，深受学生喜爱。每年指导多名本科生进行毕业设计，进行各种机械装置的装配图和零件图的绘制，所用绘图软件均是AutoCAD，拥有丰富的该软件使用经验。
目录
第1章多功能复合材料在航空航天领域的应用进展1
1.1引言、目的和技术挑战1
1.2如何提高复合材料的强度和抗冲击性能4
1.2.1环氧复合材料6
1.2.2BMI复合材料12
1.2.3技术规模化发展17
1.3如何在RTM复合材料中实现层间增韧18
1.3.1可RTM的环氧树脂基复合材料18
1.3.2BMI基复合材料21
1.3.3ESTM-Fabrics的预成型增韧技术26
1.4多功能化的夹层技术29
1.4.1聚合物层间法29
1.4.2纤维纱层间法33
1.5概括和总结39
致谢41
参考文献41
第2章轻质结构复合材料的电磁效应45
2.1引言45
2.2湿度对力学性能的影响46
2.2.1强度和硬度性质48
2.3微波-吸收性质49
2.3.1插入天线51
2.3.2薄片的发射率和透明度52
2.4结论55
致谢55
参考文献56
第3章碳和金属纤维增强的机身结构58
3.1引言58
3.1.1机身重量与成本59
3.1.2现代CFRP机身结构面临的挑战60
3.2CFRP-金属纤维复合材料61
3.2.1碳纤维-金属纤维混杂试片的制备63
3.2.2导电性能64
3.2.3损伤容限与结构完整性64
3.3实验结果66
3.4结论与展望68
参考文献68
第4章纳米石棉有机制动材料的多功能性70
4.1引言70
4.1.1摩擦学的情况和摩擦磨损的作用70
4.1.2刹车在汽车中的作用70
4.1.3FM的发展72
4.1.4FM配方的多准则优化问题73
4.1.5NAO FM成分的分类75
4.1.6FM组成的复杂性78
4.1.7FM性能评价的复杂性79
4.2研究调查的重点79
4.2.1金属含量大小、形状和数量对FM的影响80
4.2.2NAO FM中树脂的类型和数量的影响84
4.2.3NAO FM中纤维的类型和数量的影响85
4.2.4新开发的树脂在NAO FM中的影响85
4.3结论86
参考文献86
第5章多功能高分子复合材料具有耐磨、增韧、自愈的功能89
5.1引言89
5.2具有自愈功能的环氧树脂复合材料的摩擦学性能91
5.2.1单组分自愈功能的环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能91
5.2.2环氧复合材料具有两部分自愈合功能的热塑性能99
5.3两部分自愈合系统的增强及可恢复断裂韧性107
5.4结论110
参考文献110
第6章多功能结构电池和超级电容器复合材料114
6.1引言114
6.1.1结构能源的概念114
6.1.2结构超级电容器、电池及其混合电源115
6.1.3对结构电源材料的期望118
6.1.4最新观点介绍119
6.2结构电池的简要综述120
6.2.1引言120
6.2.2最新研究的简要介绍122
6.3结构超级电容器的简要综述126
6.3.1引言126
6.3.2增强体/电极研究进展127
6.3.3隔膜研究进展128
6.3.4多功能基体研究进展128
6.3.5结构超级电容器制备与表征129
6.4工程与系统问题132
6.4.1引言132
6.4.2设计方法133
6.4.3连通性134
6.4.4整理135
6.4.5防撞性136
6.4.6验证136
6.5科学问题的简要综述138
6.5.1电极/增强体138
6.5.2电解质/基体139
6.5.3纤维/基体的界面与界面140
6.6工程挑战140
6.6.1设计方法140
6.6.2连通性141
6.6.3制造141
6.6.4所有权问题143
6.7结论146
致谢146
参考文献147
第7章智能结构用多功能聚合物复合材料152
7.1引言152
7.2多功能材料的合成策略153
7.3“智能”结构发展中的问题157
7.4多功能电磁波吸收和阻燃材料159
7.5结果与讨论160
7.6结论165
参考文献166
第8章多功能形状记忆合金基复合材料在航空航天领域的应用168
8.1引言168
8.2冲击性能169
8.3结构健康监测172
8.4原位无损测试174
8.5除冰178
8.6结论180
致谢181
参考文献181
第9章形状记忆合金和纤维增强复合材料制造的活性混合结构183
9.1引言183
9.2通用和多功能活性混合结构中的多功能材料184
9.3碳纤维增强塑料185
9.4形状记忆合金概述及重要特性186
9.5形状记忆合金表征与模拟188
9.6形状记忆合金的模拟191
9.7形状记忆合金导线的现象学材料模型192
9.8有限元模拟的实现194
9.9实际结果的设计与制造195
9.9.1要求195
9.9.2主活性复合结构和有限元模拟模型195
9.9.3仿真结果196
9.9.4其他重要的设计方面196
9.10结论与展望199
参考文献200
第10章自愈编织玻璃/环氧树脂复合材料204
10.1引言204
10.2双胶囊策略205
10.2.1硫醇微型胶囊206
10.2.2环氧树脂微型胶囊207
10.2.3自愈能力的表征207
10.3单胶囊策略220
10.3.1咪唑潜伏性固化剂的制备220
10.3.2环氧树脂微型胶囊221
10.3.3自愈能力的表征222
10.4结论231
参考文献232
第11章形状记忆环氧树脂和复合材料的近期进展235
11.1引言235
11.2形状记忆环氧树脂（SMEP）构想237
11.2.1纯环氧树脂237
11.2.2环氧树脂-橡胶240
11.2.3环氧树脂-热塑性材料240
11.2.4环氧树脂-热固性材料243
11.3形状记忆环氧树脂复合材料244
11.3.1微粒填充245
11.3.2纤维和织物增强246
11.4应用249
11.5展望及未来趋势250
致谢251
参考文献251
1.1引言、目的和技术挑战1
1.2如何提高复合材料的强度和抗冲击性能4
1.2.1环氧复合材料6
1.2.2BMI复合材料12
1.2.3技术规模化发展17
1.3如何在RTM复合材料中实现层间增韧18
1.3.1可RTM的环氧树脂基复合材料18
1.3.2BMI基复合材料21
1.3.3ESTM-Fabrics的预成型增韧技术26
1.4多功能化的夹层技术29
1.4.1聚合物层间法29
1.4.2纤维纱层间法33
1.5概括和总结39
致谢41
参考文献41
第2章轻质结构复合材料的电磁效应45
2.1引言45
2.2湿度对力学性能的影响46
2.2.1强度和硬度性质48
2.3微波-吸收性质49
2.3.1插入天线51
2.3.2薄片的发射率和透明度52
2.4结论55
致谢55
参考文献56
第3章碳和金属纤维增强的机身结构58
3.1引言58
3.1.1机身重量与成本59
3.1.2现代CFRP机身结构面临的挑战60
3.2CFRP-金属纤维复合材料61
3.2.1碳纤维-金属纤维混杂试片的制备63
3.2.2导电性能64
3.2.3损伤容限与结构完整性64
3.3实验结果66
3.4结论与展望68
参考文献68
第4章纳米石棉有机制动材料的多功能性70
4.1引言70
4.1.1摩擦学的情况和摩擦磨损的作用70
4.1.2刹车在汽车中的作用70
4.1.3FM的发展72
4.1.4FM配方的多准则优化问题73
4.1.5NAO FM成分的分类75
4.1.6FM组成的复杂性78
4.1.7FM性能评价的复杂性79
4.2研究调查的重点79
4.2.1金属含量大小、形状和数量对FM的影响80
4.2.2NAO FM中树脂的类型和数量的影响84
4.2.3NAO FM中纤维的类型和数量的影响85
4.2.4新开发的树脂在NAO FM中的影响85
4.3结论86
参考文献86
第5章多功能高分子复合材料具有耐磨、增韧、自愈的功能89
5.1引言89
5.2具有自愈功能的环氧树脂复合材料的摩擦学性能91
5.2.1单组分自愈功能的环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能91
5.2.2环氧复合材料具有两部分自愈合功能的热塑性能99
5.3两部分自愈合系统的增强及可恢复断裂韧性107
5.4结论110
参考文献110
第6章多功能结构电池和超级电容器复合材料114
6.1引言114
6.1.1结构能源的概念114
6.1.2结构超级电容器、电池及其混合电源115
6.1.3对结构电源材料的期望118
6.1.4最新观点介绍119
6.2结构电池的简要综述120
6.2.1引言120
6.2.2最新研究的简要介绍122
6.3结构超级电容器的简要综述126
6.3.1引言126
6.3.2增强体/电极研究进展127
6.3.3隔膜研究进展128
6.3.4多功能基体研究进展128
6.3.5结构超级电容器制备与表征129
6.4工程与系统问题132
6.4.1引言132
6.4.2设计方法133
6.4.3连通性134
6.4.4整理135
6.4.5防撞性136
6.4.6验证136
6.5科学问题的简要综述138
6.5.1电极/增强体138
6.5.2电解质/基体139
6.5.3纤维/基体的界面与界面140
6.6工程挑战140
6.6.1设计方法140
6.6.2连通性141
6.6.3制造141
6.6.4所有权问题143
6.7结论146
致谢146
参考文献147
第7章智能结构用多功能聚合物复合材料152
7.1引言152
7.2多功能材料的合成策略153
7.3“智能”结构发展中的问题157
7.4多功能电磁波吸收和阻燃材料159
7.5结果与讨论160
7.6结论165
参考文献166
第8章多功能形状记忆合金基复合材料在航空航天领域的应用168
8.1引言168
8.2冲击性能169
8.3结构健康监测172
8.4原位无损测试174
8.5除冰178
8.6结论180
致谢181
参考文献181
第9章形状记忆合金和纤维增强复合材料制造的活性混合结构183
9.1引言183
9.2通用和多功能活性混合结构中的多功能材料184
9.3碳纤维增强塑料185
9.4形状记忆合金概述及重要特性186
9.5形状记忆合金表征与模拟188
9.6形状记忆合金的模拟191
9.7形状记忆合金导线的现象学材料模型192
9.8有限元模拟的实现194
9.9实际结果的设计与制造195
9.9.1要求195
9.9.2主活性复合结构和有限元模拟模型195
9.9.3仿真结果196
9.9.4其他重要的设计方面196
9.10结论与展望199
参考文献200
第10章自愈编织玻璃/环氧树脂复合材料204
10.1引言204
10.2双胶囊策略205
10.2.1硫醇微型胶囊206
10.2.2环氧树脂微型胶囊207
10.2.3自愈能力的表征207
10.3单胶囊策略220
10.3.1咪唑潜伏性固化剂的制备220
10.3.2环氧树脂微型胶囊221
10.3.3自愈能力的表征222
10.4结论231
参考文献232
第11章形状记忆环氧树脂和复合材料的近期进展235
11.1引言235
11.2形状记忆环氧树脂（SMEP）构想237
11.2.1纯环氧树脂237
11.2.2环氧树脂-橡胶240
11.2.3环氧树脂-热塑性材料240
11.2.4环氧树脂-热固性材料243
11.3形状记忆环氧树脂复合材料244
11.3.1微粒填充245
11.3.2纤维和织物增强246
11.4应用249
11.5展望及未来趋势250
致谢251
参考文献251
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