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2018-2019复合材料学科发展报告/中国科协学科发展研究系列报告

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作者编者:武湛君|责编:李双北|总主编:中国科学技术协会

出版社中国科学技术出版社

ISBN9787504685223

出版时间2019-05

装帧平装

开本16开

定价88元

货号10677222

上书时间2025-01-06

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商品描述
作者简介

中国复合材料学会于1989年1月，由王俊奎、宋焕成、吴人洁等8名教授的倡导发起成立，在民政部注册登记的全国性学术团体，历经七届理事会，现任理事长为陈祥宝院士。作为我国复合材料界唯一的学术社团，中国复合材料学会在中国科协的指导下，在依托单位与复合材料界科技工作者的关心与支持下，忠实履行了办会宗旨，围绕“四服务一加强”，开展了学术交流、创新助力、产学研对接、承接政府职能转移、科学普及等各项工作，取得了显著成绩。



目录
序／中国科学技术协会
前言／中国复合材料学会
综合报告
  复合材料学科发展报告
    1.引言
    2.近年的最新研究进展
    3.国内外研究进展比较
    4.发展趋势及展望
    参考文献
专题报告
  聚合物基复合材料
  陶瓷／碳基复合材料
  金属基复合材料
  复合材料增强体
  功能复合材料
  智能复合材料
  复合材料结构设计、分析与仿真技术
  复合材料结构制造技术
  复合材料应用
  复合材料无损检测与结构健康监测技术
索引

内容摘要
复合材料学科发展报告

1.引言 

随着现代工业对材料要求的提高，单一功能的材料已经无法满足现代工业的需求，材料复合化是未来新材料的重要发展方向。因此，世界各科技强国纷纷将复合材料列入未来科技发展重点方向，美国首倡的“工业互联网计划”将开发碳纤维复合材料等轻质材料作为制造业领域的发展重点；德国提出的“工业4．0计划”将为未来复合材料工业发展提供重大机遇；我国提出的《中国制造2025》中明确将复合材料列为十大重点领域中的关键词，为复合材料学科基础发展与应用研究指明了方向。[1]以高性能树脂、金属、陶瓷等为基体的先进复合材料、超材料、电子皮肤、电极材料、防腐涂料、三维网络结构、复合热界面材料和新型纳米碳纤维等为代表的前沿发展方向在航空航天、无线互联、生物医疗、能源存储、海洋工程等众多高新技术领域应用潜力巨大。开展复合材料从原材料到设计仿真、制造加工、典型应用、安全评价再到智能、功能化的全链条研究具有重要的理论意义与应用价值。

本书是我们编写的首部《复合材料学科发展报告》，以梳理中国复合材料学科的发展历程、研究现状及未来方向。本报告涵盖材料分子设计与改性，材料性能表征，复合材料结构制造与加工工艺，结构性能仿真与分析，结构状态信息监测，耐极端环境复合材料结构设计，复合材料结构、功能一体化设计等领域。 

1．1基本概念 

首先说明本报告所涉及的一些基本概念。 

复合材料是由两种或多种具有不同化学组成和性质的材料复合而成的一体化材料。首先，复合材料整体性质不同于它的组成材料(或相)。例如，钢筋混凝土属于由钢筋和混凝土两种组成材料混合而成的复合材料。其次，复合材料中每种组成材料的含量不少于5％。因此，含有极少量润滑剂和紫外线吸收剂的塑料不算复合材料。最后，复合材料的制备方法是首先将组成材料混合，然后用各种方法将它们结合成一体。在复合材料中，各组成材料的成分和性质仍然保留。因此，通过熔炼一凝固、热处理等方法制得的两相或多相合金便不算是复合材料，因为合金中的各相是通过相变形成的新结构，其成分和性质一般不同于原材料。

根据定义，复合材料是由不同组分混合而成的，其中不同组分材料按照功能被分为基体与增强体。

基体：复合材料中连续分布、且数量往往占多数的组成材料称为基体。

增强体：不连续分布的组成材料称为增强材料或增强体，其作用是改善基体的性质。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。一般来说，陶瓷材料具有很高的强度、刚度和很大的脆性。高分子材料则具有较低的强度和刚度。金属的强度和刚度在陶瓷和高分子材料之间，具有较好的延性(较小的脆性)。复合材料的增强材料大都是强度和刚度比基体更高的材料(如陶瓷材料)，但也有例外。增强材料可以是零维材料(颗粒)、一维材料(如纤维、晶须等)或二维材料(由纤维排成的层状材料)。

增强体可以帮助基体材料实现结构或功能上的性能提升，在复合材料中增强体的作用主要包含三方面：①强化作用。在大多数情形下(例如在以聚合物和金属为基体的复合材料中)，增强材料的作用是提高材料的强度和刚度。②增韧作用。在以高强度、高脆性的陶瓷材料为基体的复合材料中，增强材料的主要作用是提高材料的韧性。③赋予复合材料某种特殊的物理性质(功能复合材料)。例如用具有半导体性质的一维丝状单晶体增强的塑料就可作为电子器件使用。

以不同增强体、基体与用途为依据，复合材料可以分为不同的种类。

按增强材料分为：①纤维增强复合材料。如纤维增强金属、纤维增强陶瓷、纤维增强橡胶和塑料等。通常用作增强的纤维材料有碳纤维、硼纤维、晶须、碳化硅纤维、玻璃纤维、石棉纤维、钢丝、棉、麻等。②颗粒增强复合材料。如非金属颗粒增强金属基体的碳化物硬度合金、金属颗粒增强非金属基体的复合固体推进剂等。

按照基体材料分为：①金属基复合材料。以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相人工结合成的复合材料。其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳、石墨及硼等，也可以用金属丝。②聚合物基复合材料。以有机聚合物为基体的复合材料。常用的基体包括热固性材料(环氧树脂、共聚酞亚胺、聚醚酮、聚酸亚胺等)与热塑性材料(各种通用塑料、工程塑料和特种耐高温聚合物等)；常见的增强体包括碳纤维、硼纤维、玻璃纤维、芳酞胺纤维等。③陶瓷基复合材料。以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合……



精彩内容
    本书的目的在于总结我国复合材料学科的发展经验，明确本学科国内外发展道路，比较本学科国内外发展状态，进而提出学科未来发展的趋势与对策。本报告从调研学科发展现状入手，分专题对比国内外研究水平与发展状态，提出对我国复合材料学科未来发展的建议。报告的具体内容涵盖材料分子设计与改性，材料性能表征，复合材料结构制造与加工工艺，结构性能仿真与分析，结构状态信息监测，耐极端环境复合材料结构设计，复合材料结构、功能一体化设计等研究方向。

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