本書首先介紹復合材料的基礎部分：增強體、基體和復合理論，然后介紹航空航天領域應用廣泛的聚合物基復合材料、輕金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、功能梯度復合材料、燒蝕防熱復合材料、形狀記憶復合材料、隱身復合材料及耐空間輻射復合材料，最后介紹幾種新型復合材料，如分級結(jié)構(gòu)復合材料、高熵合金復合材料、納米復合材料等。講解內(nèi)容均先從概念入手，再著重介紹其制備原理、材料性能及其應用。全書內(nèi)容深度適中，表述繁簡結(jié)合、通俗易懂。書中采用了作者業(yè)已發(fā)表和尚未發(fā)表的圖片、曲線，同時注重引入一些反映當前復合材料最新研究成果，包括復合材料的新概念、新知識、新理論、新技術(shù)和新工藝等。
朱和國，博士、教授、博士生導師。主持完成國家自然科學基金和江蘇省自然科學基金面上項目、國家星火計劃、江蘇省創(chuàng)新項目等近10項。發(fā)表期刊論文百余篇，其中一作和通訊SCI收錄論文70余篇，授權(quán)發(fā)明專利10項。出版獨立專著一部，主持編著"十一五”國家級規(guī)劃教材、工信部"十四五”規(guī)劃教材；"十二五”、"十三五”江蘇省高校重點教材、江蘇省優(yōu)秀培育教材、兵工高校優(yōu)秀教材、精品教材、教育部材料類專業(yè)教指委規(guī)劃教材等15部。創(chuàng)建在線開放課程兩門。負責國家精品課程兩門、江蘇省線下一流課程和江蘇省思政建設示范課程各一門，為江蘇省優(yōu)秀教學基層組織《材料研究方法》教學團隊負責人，2022年獲南京理工大學首屆澤山育才基金教學卓越獎。獲江蘇省教學改革獲一等獎和國家教學改革2等獎。
目 錄
第1章 概論 1
1.1 復合材料的定義 1
1.2 航空航天復合材料及分類 2
1.3 航空航天復合材料的增強體及分類 3
1.4 纖維增強體 3
1.4.1 無機纖維 3
1.4.2 有機高分子纖維 11
1.5 晶須增強體 13
1.6 顆粒增強體 15
1.7 碳納米管 15
1.8 石墨烯 16
1.9 航空航天復合材料的復合理論 16
1.9.1 設計 17
1.9.2 設計的新途徑 18
1.9.3 復合效應 19
1.9.4 復合材料物理性能的復合
原理 21
1.10 航空航天復合材料的發(fā)展方向 23
本章小結(jié) 24
思考題 25
第2章 聚合物基復合材料 26
2.1 概述 26
2.1.1 聚合物基復合材料的分類 26
2.1.2 聚合物基復合材料的特點 26
2.1.3 聚合物基復合材料發(fā)展的五個
階段 27
2.2 聚合物基體 27
2.2.1 聚合物的基本概念 27
2.2.2 常用聚合物基體 31
2.3 聚合物基復合材料的制備工藝 36
2.3.1 預浸料的制備工藝 37
2.3.2 手糊成型工藝 40
2.3.3 模壓成型工藝 41
2.3.4 噴射成型工藝 41
2.3.5 拉擠成型工藝 42
2.3.6 連續(xù)纏繞工藝 43
2.4 聚合物基復合材料的力學性能 45
2.4.1 靜態(tài)力學性能 46
2.4.2 疲勞強度 47
2.4.3 沖擊韌性 47
2.5 聚合物基復合材料的界面 48
2.6 聚合物基復合材料在航空航天領域的
應用 50
本章小結(jié) 52
思考題 52
第3章 輕金屬基復合材料 54
3.1 輕金屬基復合材料與輕合金的區(qū)別與
聯(lián)系 54
3.2 輕金屬基復合材料的分類 55
3.3 輕金屬基復合材料的性能 56
3.3.1 比強度和比模量 56
3.3.2 疲勞性能和斷裂韌性 57
3.3.3 耐高溫性能 57
3.3.4 導電性能與導熱性能 57
3.3.5 耐磨性能 57
3.3.6 熱膨脹性能 57
3.3.7 吸潮、老化及氣密性 58
3.4 輕金屬基復合材料的制備工藝 58
3.4.1 內(nèi)生型法 58
3.4.2 外生型法 63
3.5 鋁基復合材料 67
3.5.1 增強體與基體 67
3.5.2 長纖維增強鋁基復合材料 67
3.5.3 短纖維增強鋁基復合材料 70
3.5.4 晶須和顆粒增強鋁基復合材料 70
3.5.5 鋁基復合材料的界面 76
3.5.6 鋁基復合材料在航空航天領域
中應用 76
3.6 鎂基復合材料 79
3.6.1 增強體與基體 79
3.6.2 長纖維增強鎂基復合材料 79
3.6.3 晶須、顆粒增強鎂基復合
材料 80
3.6.4 鎂基復合材料的界面 81
3.6.5 鎂基復合材料在航空航天領域
中的應用 82
3.7 鈦基復合材料 83
3.7.1 增強體與基體 83
3.7.2 纖維增強鈦基復合材料 84
3.7.3 晶須、顆粒增強鈦基復合
材料 84
3.7.4 鈦基復合材料的界面 86
3.7.5 鈦基復合材料在航空航天領域
中的應用 87
3.8 金屬間化合物基復合材料 89
3.8.1 增強體與基體 89
3.8.2 纖維增強金屬間化合物基復合
材料 90
3.8.3 顆粒增強金屬間化合物基復合
材料 91
3.8.4 金屬間化合物基復合材料的
界面 93
3.8.5 金屬間化合物基復合材料在航
空航天領域的應用 93
本章小結(jié) 94
思考題 94
第4章 陶瓷基復合材料 96
4.1 陶瓷基復合材料的基體與增強體 96
4.1.1 陶瓷基復合材料的基體 96
4.1.2 陶瓷基復合材料的增強體 99
4.2 陶瓷基復合材料的種類 99
4.3 陶瓷基復合材料的制備工藝 102
4.3.1 粉體制備 102
4.3.2 成型 102
4.3.3 燒結(jié) 105
4.4 氧化物陶瓷基復合材料 107
4.4.1 Al2O3陶瓷基復合材料 107
4.4.2 ZrO2陶瓷基復合材料 110
4.5 非氧化物陶瓷基復合材料 111
4.5.1 SiC陶瓷基復合材料 112
4.5.2 Si3N4陶瓷基復合材料 115
4.6 陶瓷基復合材料的界面 118
4.7 高熵陶瓷基復合材料 119
4.8 陶瓷基復合材料在航空航天領域的
應用 121
本章小結(jié) 123
思考題 123
第5章 功能梯度復合材料 125
5.1 功能梯度復合材料的分類 126
5.2 功能梯度復合材料的設計、制備和性
能評價 127
5.2.1 功能梯度復合材料的設計 127
5.2.2 功能梯度復合材料的制備
方法 128
5.2.3 功能梯度復合材料的性能
評價 130
5.3 功能梯度復合材料的熱應力分析
模型 131
5.3.1 成分分布模型 131
5.3.2 熱物性參數(shù)模型 132
5.4 功能梯度復合材料的熱應力分析 136
5.4.1 熱應力的解析分析 136
5.4.2 熱應力的數(shù)值分析 140
5.5 常見的功能梯度復合材料 144
5.5.1 Gd/BST熱電磁功能梯度復合
材料 144
5.5.2 功能梯度鋁基復合材料 150
5.5.3 功能梯度高熵合金復基合
材料 156
5.5.4 功能梯度涂層復合材料 159
5.6 功能梯度復合材料在航空航天領域中
的應用 164
本章小結(jié) 165
思考題 165
第6章 燒蝕防熱復合材料 166
6.1 燒蝕防熱復合材料的定義與分類 166
6.2 燒蝕防熱復合材料的燒蝕模型 168
6.2.1 線燒蝕模型 168
6.2.2 機械剝蝕模型 169
6.2.3 熱化學燒蝕模型 170
6.2.4 熱力學侵蝕模型 170
6.2.5 體積燒蝕模型 171
6.3 燒蝕防熱復合材料的燒蝕機理 172
6.4 樹脂基燒蝕防熱復合材料 173
6.4.1 樹脂基燒蝕防熱復合材料的
燒蝕過程 173
6.4.2 常見的樹脂基燒蝕防熱復合
材料 174
6.5 碳基燒蝕防熱復合材料 181
6.5.1 表面反應方程 181
6.5.2 表面燒蝕的能量平衡方程 184
6.5.3 表面燒蝕的性能表征 185
6.5.4 表面燒蝕過程 185
6.5.5 常用的碳基燒蝕防熱復合
材料 187
6.6 陶瓷基燒蝕防熱復合材料 198
6.6.1 陶瓷基燒蝕防熱復合材料的
燒蝕過程 198
6.6.2 常見的陶瓷基燒蝕防熱復合
材料 199
6.7 燒蝕防熱復合材料的最新進展 208
6.7.1 高熵陶瓷涂層碳基燒蝕防熱
復合材料 208
6.7.2 發(fā)汗陶瓷基復合材料 209
6.8 燒蝕防熱復合材料在航空航天領域中
的應用 210
6.9 燒蝕防熱復合材料未來發(fā)展動向 211
本章小結(jié) 211
思考題 211
第7章 形狀記憶復合材料 212
7.1 形狀記憶材料中的基本相變 213
7.1.1 熱感應相變 213
7.1.2 應力感應相變 213
7.1.3 磁場感應相變 214
7.1.4 電場感應相變 214
7.2 馬氏體的相變熱力學 214
7.3 形狀記憶合金復合材料 215
7.3.1 形狀記憶合金復合材料的記
憶機制 215
7.3.2 常用的形狀記憶合金復合
材料 219
7.4 形狀記憶陶瓷復合材料 225
7.4.1 形狀記憶陶瓷復合材料的記
憶機制 225
7.4.2 常用的形狀記憶陶瓷復合
材料 228
7.5 形狀記憶聚合物復合材料 235
7.5.1 形狀記憶聚合物復合材料的
分類 235
7.5.2 形狀記憶聚合物復合材料的
記憶機制 236
7.5.3 常用的形狀記憶聚合物復合
材料 237
7.6 形狀記憶復合材料在航空航天領域的
應用 248
7.6.1 形狀記憶合金復合材料的
應用 248
7.6.2 形狀記憶陶瓷復合材料的
應用 249
7.6.3 形狀記憶聚合物復合材料的
應用 249
本章小結(jié) 251
思考題 252
第8章 隱身復合材料 253
8.1 隱身復合材料簡介 253
8.2 單頻段隱身復合材料 255
8.2.1 雷達隱身復合材料 256
8.2.2 紅外隱身復合材料 260
8.2.3 可見光隱身復合材料 264
8.3 多頻段兼容隱身復合材料 266
8.3.1 紅外/雷達兼容隱身復合材料 266
8.3.2 可見光/紅外/雷達兼容隱身復
合材料 269
8.4 隱身復合材料在航空航天領域中的
應用 270
本章小結(jié) 271
思考題 271
第9章 耐空間輻射復合材料 272
9.1 空間輻射的概念與分類 272
9.2 耐空間輻射的機制 274
9.2.1 輻射屏蔽 275
9.2.2 現(xiàn)有的防護方法 276
9.3 常用的耐空間輻射復合材料 276
9.3.1 耐X射線輻射復合材料 277
9.3.2 耐γ射線輻射復合材料 283
9.3.3 耐中子輻射復合材料 285
9.3.4 耐紫外線輻射復合材料 286
9.3.5 耐熱輻射復合材料 288
本章小結(jié) 289
思考題 290
第10章 新型復合材料 291
10.1 分級結(jié)構(gòu)復合材料 291
10.1.1 概述 291
10.1.2 分級結(jié)構(gòu)陶瓷復合材料 291
10.1.3 分級結(jié)構(gòu)鋁合金 292
10.1.4 分級結(jié)構(gòu)鎂基復合材料 293
10.1.5 分級結(jié)構(gòu)鋁基復合材料 293
10.2 高熵合金基復合材料 295
10.2.1 概述 295
10.2.2 高熵合金基復合材料的
制備 296
10.2.3 高熵合金基復合材料的
界面 297
10.2.4 高熵合金基復合材料性能的
影響因素 302
10.2.5 高熵合金基復合材料的強化
機制 308
10.3 納米復合材料 310
10.3.1 概述 310
10.3.2 金屬基納米復合材料 310
10.3.3 陶瓷基納米復合材料 315
10.3.4 聚合物基納米復合材料 319
10.4 新型復合材料在航空航天領域中
的應用 322
本章小結(jié) 322
思考題 323
參考文獻 324
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