《聚合物基復(fù)合材料檢測技術(shù)》系統(tǒng)、全面地介紹了聚合物基復(fù)合材料及其組分的理化、力學(xué)性能檢測技術(shù),無損檢測技術(shù)和失效分析技術(shù),彌補(bǔ)了當(dāng)前復(fù)合材料性能表征和測試技術(shù)方面圖書很少的缺憾。
《聚合物基復(fù)合材料檢測技術(shù)》細(xì)致剖析了各技術(shù)的原理、要點(diǎn)及優(yōu)劣,引用了大量工程案例和圖表,對于讀者充分了解這一領(lǐng)域的專業(yè)知識、研究成果和示范應(yīng)用等大有裨益,《聚合物基復(fù)合材料檢測技術(shù)》另一特色是增加了復(fù)合材料及其制備技術(shù),新興的檢測技術(shù)(如非接觸法、微納CT)等內(nèi)容,有助于讀者掌握新技術(shù)進(jìn)展。
聚合物基復(fù)合材料以其高比強(qiáng)度、高比模量、性能可設(shè)計(jì)、耐疲勞、抗腐蝕、結(jié)構(gòu)—功能一體化等特性,在國防工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用日益廣泛,尤其在一些輕質(zhì)高強(qiáng)的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面,聚合物基復(fù)合材料具有明顯的優(yōu)勢,促進(jìn)了我國航空航天、海洋工程、軌道交通裝備等行業(yè)的發(fā)展。我國復(fù)合材料研發(fā)始于1958年,首先在軍工制品上成功應(yīng)用,而后逐漸擴(kuò)展到民用領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代,玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料首次在飛機(jī)整流罩、襟副翼上應(yīng)用。70年代中期,誕生了碳纖維增強(qiáng)高性能復(fù)合材料,開啟了復(fù)合材料在飛機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用,如固定翼飛機(jī)、旋翼直升機(jī)、無人機(jī)等,并且使用部位也從次承力構(gòu)件向主承力構(gòu)件發(fā)展;在導(dǎo)彈、衛(wèi)星、運(yùn)載火箭等航天飛行器上,無論是平臺結(jié)構(gòu)還是分系統(tǒng),都有大量復(fù)合材料成功應(yīng)用的實(shí)例;復(fù)合材料在船舶及海洋工程領(lǐng)域也逐步應(yīng)用,如用于海軍艦艇、民用游艇、鉆井平臺、潮汐電站等。從90年代起,國內(nèi)復(fù)合材料開始在軌道交通車輛上批量應(yīng)用,目前主要應(yīng)用部位包括車輛車體、軌道設(shè)施、軌道列車頂蓋等。隨著我國復(fù)合材料技術(shù)的不斷進(jìn)步和制造成本的降低,復(fù)合材料在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)應(yīng)用范圍更廣、用量更大,應(yīng)用前景更加廣闊。
復(fù)合材料檢測與評價(jià)技術(shù)是復(fù)合材料發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一,貫穿復(fù)合材料研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和服役全過程,是衡量復(fù)合材料性能和使用效果的關(guān)鍵手段。復(fù)合材料檢測與評價(jià)是指采用物理、化學(xué)和力學(xué)等試驗(yàn)方法,利用儀器設(shè)備,對復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能、內(nèi)部質(zhì)量以及其他特性進(jìn)行測試分析和表征。檢測與評價(jià)技術(shù)體系包括力學(xué)性能測試技術(shù)、理化檢測技術(shù)、失效分析技術(shù)、無損檢測技術(shù)及其方法標(biāo)準(zhǔn)等。理化檢測是對復(fù)合材料的物理化學(xué)特性進(jìn)行測量和表征的基礎(chǔ)技術(shù),在產(chǎn)品質(zhì)量控制中具有非常重要的作用;在保證材料完好狀態(tài)下分析和識別內(nèi)部缺陷,保障產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全,無損檢測功不可沒;復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造工藝考核和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證是通過開展復(fù)合材料的標(biāo)準(zhǔn)試樣、元組件和全尺寸結(jié)構(gòu)件等的力學(xué)性能試驗(yàn)來完成的,所有這些力學(xué)性能數(shù)據(jù)均須依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)試驗(yàn)方法獲得。在材料研究階段,需要檢測分析材料的化學(xué)成分、微觀組織結(jié)構(gòu)與物理、化學(xué)和力學(xué)性能的對應(yīng)關(guān)系,以掌握材料的優(yōu)化改進(jìn)方向。失效分析的作用在于根據(jù)失效件和使用工況(含試驗(yàn)條件)找到事故原因,提出針對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料研發(fā)和工藝制造等環(huán)節(jié)的改進(jìn)和預(yù)防措施,減少或杜絕同類事故的發(fā)生。失效分析技術(shù)所反饋的對復(fù)合材料服役性能和對復(fù)合材料研制的指導(dǎo)意義已被廣泛認(rèn)識。隨著復(fù)合材料種類的增加和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,各行各業(yè)對復(fù)合材料的檢測與評價(jià)技術(shù)也提出了更高要求,檢測與評價(jià)技術(shù)亟需不斷發(fā)展,以適應(yīng)不同種類復(fù)合材料特性以及使用工況差異給檢測技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)。
張曉艷,研究員,中國航發(fā)北京航空材料研究院專職總工程師,航空材料檢測與評價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,中國新材料檢測評價(jià)聯(lián)盟副理事長,聯(lián)盟復(fù)合材料行業(yè)分會秘書長;曾任中國航發(fā)北京航空材料研究院檢測研究中心主任,多年從事環(huán)氧樹脂、聚氨酯泡沫塑料和耐高溫有機(jī)硅材料研制及應(yīng)用研究,主持完成了十余項(xiàng)聚合物基復(fù)合材料測試與評價(jià)表征項(xiàng)目,系統(tǒng)建立了復(fù)合材料基本性能及元件級試驗(yàn)和評價(jià)技術(shù)體系,在復(fù)合材料環(huán)境適應(yīng)性研究及綜合性能評價(jià)方面具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn);獲得部級科技成果獎4項(xiàng),授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)。
1 樹脂基復(fù)合材料及其制備技術(shù)
1.1 復(fù)合材料樹脂基體
1.2 復(fù)合材料增強(qiáng)材料
1.3 復(fù)合材料芯材
1.4 復(fù)合材料成型技術(shù)
1.5 復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展趨勢
2 樹脂性能表征技術(shù)
2.1 概述
2.2 熱/物理性能
2.3 結(jié)構(gòu)成分分析
2.4 電性能
2.5 燃燒性能
2.6 力學(xué)性能
3 纖維性能表征技術(shù)
3.1 概述
3.2 化學(xué)技術(shù)
3.3 物理技術(shù)(固有的)
3.4 物理技術(shù)(非固有的)
3.5 纖維的力學(xué)試驗(yàn)
3.6 試驗(yàn)方法
4 預(yù)浸料和復(fù)合材料層合板理化性能測試
4.1 概述
4.2 預(yù)浸料的物理性能分析
4.3 復(fù)合材料的物理性能分析
4.4 復(fù)合材料的熱性能分析
4.5 復(fù)合材料的阻燃性能
5 復(fù)合材料力學(xué)性能測試技術(shù)
5.1 概述
5.2 力學(xué)試驗(yàn)通用要求
5.3 拉伸性能試驗(yàn)
5.4 壓縮性能試驗(yàn)
5.5 彎曲性能試驗(yàn)
5.6 面內(nèi)剪切性能試驗(yàn)
5.7 層間剪切試驗(yàn)
5.8 開孔拉伸試驗(yàn)
5.9 開孔壓縮試驗(yàn)
5.10 沖擊后壓縮試驗(yàn)
6 芯材和夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試技術(shù)
6.1 概述
6.2 蜂窩芯材力學(xué)性能測試
6.3 PMI泡沫芯材力學(xué)性能測試
6.4 夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試
7 耐環(huán)境性能
7.1 概述
7.2 耐熱氧試驗(yàn)
7.3 耐濕熱試驗(yàn)
7.4 耐紫外光試驗(yàn)
7.5 耐介質(zhì)試驗(yàn)
7.6 鹽霧試驗(yàn)
7.7 霉菌試驗(yàn)
7.8 氣候老化試驗(yàn)
8 光學(xué)非接觸變形測試技術(shù)在復(fù)合材料上的應(yīng)用
8.1 概念、分類及發(fā)展歷程
8.2 基本原理及特點(diǎn)
8.3 應(yīng)用實(shí)例
……
9 復(fù)合材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)處理與許用值確定方法
10 復(fù)合材料無損檢測技術(shù)
11 復(fù)合材料構(gòu)件失效分析
標(biāo)準(zhǔn)索引
參考文獻(xiàn)