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第1章 绪论1

1.1 纤维增强复合材料的概念1

1.1.1 按照基体材料划分3

1.1.2 按照纤维划分3

1.1.3 按照使用领域划分4

1.1.4 按照使用层级或历史划分4

1.1.5 按照复合材料使用形态划分4

1.2 纤维增强复合材料的发展历程5

1.2.1 复合材料科学与应用的成型阶段5

1.2.2 复合材料科学与应用的成型阶段6

1.2.3 复合材料的发展与壮大7

1.2.4 复合材料的成熟与普及9

1.2.5 复合材料发展年代谱及区域发展特征10

1.3 纤维增强复合材料的特点11

1.3.1 复合材料的物理机械性能特征11

1.3.2 复合材料的应用局限与改进方向14

1.4 纤维增强复合材料的应用15

1.4.1 航空应用15

1.4.2 航天应用19

1.4.3 其他军事应用21

1.4.4 汽车和轨道交通应用23

1.4.5 能源应用26

1.4.6 体育休闲用品应用27

1.4.7 海洋应用27

1.4.8 基础设施应用28

1.5 先进复合材料的发展前景展望29

1.5.1 复合材料设计和模拟发展前景展望30

1.5.2 材料科学的发展前景展望31

1.5.3 制造工程的发展前景展望33

1.5.4 应用领域和市场的发展前景展望34

参考文献36

第2章 增强纤维及基体材料37

2.1 增强纤维37

2.1.1 碳纤维37

2.1.2 芳香族聚酰胺纤维（芳纶）44

2.1.3 高强高模聚乙烯纤维47

2.1.4 天然纤维51

2.1.5 硼纤维55

2.1.6 陶瓷纤维61

2.2 基体材料简述66

2.2.1 热固性树脂66

2.2.2 热塑性树脂66

2.2.3 金属基体67

2.2.4 陶瓷基体67

2.3 热固性树脂67

2.3.1 不饱和聚酯树脂67

2.3.2 环氧树脂69

2.3.3 乙烯基酯树脂70

2.3.4 双马来酰亚胺树脂71

2.3.5 热固性聚酰亚胺72

2.3.6 氰酸酯树脂73

2.4 热塑性树脂74

2.4.1 聚醚醚酮74

2.4.2 聚苯硫醚75

2.4.3 聚砜75

2.4.4 热塑性聚酰亚胺75

2.5 纤维表面处理76

2.5.1 碳纤维表面处理76

2.5.2 玻璃纤维表面处理83

2.5.3 芳纶纤维表面处理86

2.6 纤维与基体的复合技术91

2.6.1 预浸料91

2.6.2 片状模压料95

2.6.3 热塑性基体与纤维的复合99

参考文献103

第3章 纤维增强复合材料的理论基础110

3.1 复合材料的界面理论和界面控制110

3.1.1 聚合物基复合材料的界面112

3.1.2 金属基复合材料的界面116

3.1.3 陶瓷复合材料的界面118

3.1.4 复合材料的界面控制119

3.2 复合材料的复合理论122

3.2.1 单向连续纤维增强复合材料122

3.2.2 短纤维增强原理128

3.3 复合材料的设计及强度130

3.3.1 单层失效准则131

3.3.2 单层的强度比方程133

3.3.3 结构设计133

3.3.4 接头设计143

参考文献145

第4章 复合材料力学性能及测试方法147

4.1 复合材料中组分的力学性能147

4.1.1 纤维的力学性能147

4.1.2 基体的力学性能149

4.1.3 纤维与基体界面力学性能149

4.2 复合材料力学性能测试150

4.2.1 复合材料的拉伸性能151

4.2.2 复合材料的弯曲性能152

4.2.3 复合材料的剪切性能153

4.2.4 复合材料的压缩性能154

4.2.5 复合材料的蠕变性能155

4.2.6 复合材料的疲劳性能156

4.2.7 复合材料的冲击性能158

参考文献159

第5章 复合材料成型工艺160

5.1 复合材料成型简介160

5.2 手糊成型161

5.3 模压成型164

5.3.1 模压成型工艺的特点和分类165

5.3.2 短纤维模压料模压成型165

5.3.3 片状模压料模压成型166

5.3.4 BMC工艺168

5.4 拉挤成型170

5.4.1 拉挤成型工艺170

5.4.2 工艺控制172

5.4.3 拉挤设备173

5.4.4 拉挤产品的应用174

5.5 纤维缠绕175

5.5.1 缠绕工艺175

5.5.2 缠绕工艺的分类177

5.5.3 缠绕规律分类178

5.6 液态成型工艺180

5.6.1 液体成型基本工艺180

5.6.2 树脂传递模塑成型181

5.6.3 真空辅助RTM成型及其他液体成型工艺184

5.7 其他复合材料成型工艺185

参考文献188

第6章 树脂基复合材料的低成本制备技术190

6.1 低温固化复合材料技术190

6.1.1 低温固化复合材料树脂基体191

6.1.2 低温固化复合材料成型技术195

6.2 复合材料液态成型技术197

6.2.1 树脂传递模塑成型198

6.2.2 真空辅助树脂传递模塑198

6.2.3 树脂浸渍模塑成型工艺199

6.2.4 树脂膜渗透成型工艺200

6.2.5 结构反应注射模塑成型200

6.3 复合材料缠绕与自动铺放技术201

6.3.1 复合材料缠绕技术201

6.3.2 复合材料自动铺带技术204

6.3.3 复合材料自动铺丝技术207

6.4 电子束固化复合材料技术209

6.4.1 电子束固化复合材料技术概述209

6.4.2 电子束固化复合材料技术国内外发展概况210

6.5 3D打印技术210

6.5.1 立体光固化技术211

6.5.2 熔融沉积成型212

6.5.3 选择性激光烧结成型214

参考文献215

第7章 高性能热塑性复合材料先进制造技术220

7.1 热塑性树脂和碳纤维的基本复合方法222

7.1.1 溶液浸渍法222

7.1.2 薄膜层压法222

7.1.3 纤维混合法222

7.1.4 粉末混合法222

7.1.5 熔融浸渍法223

7.1.6 熔融拉挤法223

7.2 热塑性树脂基碳纤维复合材料的基本成型技术223

7.2.1 热压罐成型工艺223

7.2.2 模压成型工艺224

7.2.3 缠绕成型工艺224

7.2.4 拉挤成型工艺225

7.3 热塑性树脂基碳纤维复合材料成型技术的最新进展225

7.3.1 长碳纤维增强热塑性树脂复合材料的成型技术225

7.3.2 连续碳纤维增强热塑性复合材料：热塑性树脂转移模塑成型工艺（T-RTM）227

7.3.3 连续碳纤维增强热塑性复合材料的自动铺放成型技术230

参考文献232

第8章 复合材料的回收与利用236

8.1 物理回收法236

8.1.1 粉碎回收法237

8.1.2 电磁分离法239

8.1.3 重熔再生法239

8.2 化学回收法239

8.2.1 热解法240

8.2.2 催化裂解法243

8.2.3 溶剂法243

8.2.4 其他方法244

8.3 能量回收法244

参考文献246

第9章 发展高性能纤维复合材料产业的战略意义249

9.1 高性能复合材料在国民经济和国防建设中的地位249

9.1.1 能源利用250

9.1.2 航天航空领域250

9.1.3 汽车和轨道交通250

9.1.4 体育休闲用品250

9.2 我国高性能纤维复合材料产业发展现状及趋势251

9.2.1 我国高性能纤维复合材料的发展现状251

9.2.2 高性能纤维复合材料发展趋势252

9.3 总结254

参考文献254