炭纤维复合材料

第1章 绪论 1

1.1 炭纤维复合材料的定义、分类 1

1.1.1 炭纤维 1

1.1.2 炭纤维复合材料 2

1.2 炭纤维复合材料的制备 3

1.2.1 炭纤维增强树脂基复合材料 3

1.2.2 炭/炭复合材料 4

1.2.3 炭纤维增强陶瓷基复合材料 6

1.2.4 炭纤维增强金属基复合材料 7

1.2.5 炭纤维增强橡胶基复合材料 9

1.3 炭纤维复合材料的应用 9

1.3.1 在航空航天领域中的应用 9

1.3.2 在隐身领域中的应用 10

1.3.3 在电磁屏蔽领域中的应用 11

1.3.4 在生物领域中的应用 11

1.3.5 在建筑工程领域中的应用 11

1.3.6 在交通运输领域中的应用 12

1.3.7 在体育器械领域中的应用 13

1.3.8 在其他领域中的应用 13

参考文献 13

第2章 炭纤维增强树脂基复合材料 16

2.1 概述 16

2.2 高性能增强炭纤维 16

2.2.1 概述 16

2.2.2 聚丙烯腈基炭纤维 17

2.2.3 沥青基炭纤维 40

2.2.4 黏胶基炭纤维 50

2.3 高性能树脂基体 56

2.3.1 概述 56

2.3.2 热固性树脂 56

2.3.3 热塑性树脂 61

2.3.4 炭纤维增强树脂基复合材料 64

2.4 先进炭纤维增强树脂基复合材料制备技术 73

2.4.1 概述 73

2.4.2 预浸料的工艺和性能 74

2.4.3 炭纤维增强树脂基复合材料的成型工艺 78

2.5 炭纤维增强树脂基复合材料的应用 94

2.5.1 在航空航天领域的应用 94

2.5.2 在航海、海洋方面的应用 101

2.5.3 在交通运输业的应用 103

2.5.4 在建筑方面的应用 104

2.5.5 在能源工业的应用 105

2.5.6 在体育用品方面的应用 106

2.5.7 在其他领域的应用 107

2.6 先进炭纤维增强树脂基复合材料修复技术 108

2.6.1 概述 108

2.6.2 树脂基复合材料缺陷和损伤种类及来源 108

2.6.3 树脂基复合材料缺陷和损伤的检测 110

2.6.4 树脂基复合材料的修复 112

2.6.5 树脂基复合材料修复模拟 114

2.7 先进炭纤维增强树脂基复合材料发展趋势 120

2.7.1 炭纤维增强树脂基复合材料低成本化 120

2.7.2 炭纤维增强树脂基复合材料设计验证规范化 121

2.7.3 炭纤维增强树脂基复合材料结构安全与可靠性评价 121

参考文献 121

第3章 炭/炭复合材料 133

3.1 概述 133

3.2 炭/炭复合材料制备技术 134

3.2.1 概述 134

3.2.2 增强炭纤维的选择 134

3.2.3 预制体的制备 135

3.2.4 炭/炭复合材料致密化工艺 138

3.2.5 高温热处理工艺 150

3.3 炭/炭复合材料高温氧化防护技术 152

3.3.1 概述 152

3.3.2 炭/炭复合材料的氧化机理 152

3.3.3 炭/炭复合材料基材改性技术 153

3.3.4 炭/炭复合材料抗氧化涂层技术 156

3.4 炭/炭复合材料的微观结构表征 163

3.4.1 概述 163

3.4.2 热解炭偏光分析 163

3.4.3 热解炭扫描电镜分析 165

3.4.4 热解炭透射电镜分析 167

3.4.5 炭/炭复合材料X射线衍射分析 169

3.4.6 热解炭结构其他表征方法 171

3.5 炭/炭复合材料性能及表征方法 172

3.5.1 炭/炭复合材料力学性能及表征 172

3.5.2 炭/炭复合材料热物理性能 178

3.5.3 炭/炭复合材料摩擦磨损性能 189

3.6 炭/炭复合材料的再生修复 199

3.6.1 概述 199

3.6.2 高温胶黏剂制备技术 199

3.6.3 炭/炭复合材料的修复技术 203

3.7 炭/炭复合材料的应用 204

3.7.1 概述 204

3.7.2 在制动材料方面的应用 204

3.7.3 在耐烧蚀材料方面的应用 205

3.7.4 在高温结构材料方面的应用 206

3.7.5 在热场材料方面的应用 207

3.7.6 在其他方面的应用 208

3.8 炭/炭复合材料的发展趋势 209

参考文献 209

第4章 炭纤维增强其他基体复合材料 215

4.1 概述 215

4.2 炭纤维增强陶瓷基复合材料 215

4.2.1 概述 215

4.2.2 陶瓷基体的种类 216

4.2.3 炭纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺 225

4.2.4 炭纤维增强陶瓷基复合材料增韧机制 239

4.2.5 炭纤维增强陶瓷基复合材料抗氧化涂层技术 241

4.2.6 炭纤维增强陶瓷基复合材料的应用 243

4.3 炭纤维增强金属基复合材料 249

4.3.1 概述 249

4.3.2 炭纤维增强金属基复合材料的界面及界面优化 252

4.3.3 金属基体的类型 257

4.3.4 炭纤维增强金属基复合材料的制备方法 263

4.3.5 炭纤维增强金属基复合材料的增强机理 268

4.3.6 炭纤维增强金属基复合材料的应用 270

4.4 炭纤维增强橡胶基复合材料 272

4.4.1 概述 272

4.4.2 炭纤维增强橡胶基复合材料的制备 274

4.4.3 炭纤维增强橡胶基复合材料的性能 276

4.4.4 炭纤维增强橡胶基复合材料的应用 281

参考文献 283

第5章 炭基功能材料 291

5.1 概述 291

5.1.1 炭基功能复合材料的类别 291

5.1.2 炭基功能复合材料的设计 292

5.1.3 炭基功能复合材料的发展趋势 293

5.2 炭纤维增强生物医学复合材料 293

5.2.1 概述 293

5.2.2 炭纤维增强生物医学复合材料 294

5.2.3 炭纤维增强生物医学复合材料的性能评价 297

5.2.4 炭基生物医学材料的发展 298

5.3 炭纤维增强导电复合材料 298

5.3.1 概述 298

5.3.2 炭纤维增强聚合物基导电复合材料 299

5.3.3 炭纤维增强炭基导电复合材料 301

5.3.4 炭纤维增强水泥基导电复合材料 304

5.3.5 炭纤维增强陶瓷基导电复合材料 307

5.3.6 炭系导电复合材料发展趋势 307

5.4 炭纤维增强高温隔热材料 307

5.4.1 概述 307

5.4.2 炭纤维增强树脂基隔热复合材料 309

5.4.3 炭/炭隔热复合材料 310

5.4.4 炭/炭热场复合材料 312

5.5 炭纤维增强摩擦复合材料 313

5.5.1 概述 313

5.5.2 摩阻复合材料 316

5.5.3 减摩复合材料 318

5.6 炭纤维增强电磁屏蔽材料 318

5.6.1 电磁屏蔽机理 318

5.6.2 电屏蔽复合材料 320

5.6.3 吸波材料 321

5.6.4 透波材料 324

5.7 炭纤维增强其他功能材料 325

5.7.1 防静电材料 325

5.7.2 抗辐射功能复合材料 327

5.7.3 阻尼功能复合材料 329

参考文献 335