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第1章 概述1

1.1复合材料的定义和分类1

1.1.1复合材料的定义1

1.1.2复合材料的分类1

1.2复合材料的特点2

1.2.1树脂基复合材料的性能特点4

1.2.2金属基复合材料的性能特点7

1.2.3陶瓷基和碳基复合材料的性能特点8

1.3复合材料的应用8

1.3.1树脂基复合材料的应用8

1.3.2金属基复合材料的应用17

1.3.3陶瓷基和碳基复合材料的应用18

1.4复合材料在航空航天领域的发展趋势19

第2章 原材料20

2.1增强材料20

2.1.1增强纤维20

2.1.1.1玻璃纤维20

2.1.1.2碳纤维24

2.1.1.3芳纶纤维28

2.1.1.4其他纤维31

2.1.1.5纤维性能比较38

2.1.2织物38

2.1.2.1机织织物38

2.1.2.2针织织物42

2.1.2.3编织织物44

2.1.2.4其他织物46

2.1.2.5织物性能比较47

2.2基体材料48

2.2.1环氧树脂49

2.2.1.1化学成分49

2.2.1.2主要种类49

2.2.1.3性能特点50

2.2.1.4固化剂、稀释剂和增韧剂51

2.2.1.5高性能环氧树脂52

2.2.2聚酰亚胺树脂53

2.2.2.1化学成分与分类53

2.2.2.2性能特点53

2.2.2.3高性能PMR型聚酰亚胺树脂54

2.2.3双马来酰亚胺树脂54

2.2.3.1化学成分与分类55

2.2.3.2性能特点55

2.2.3.3高性能双马来酰亚胺树脂55

2.2.4聚酯树脂56

2.2.5酚醛树脂57

2.2.6氰酸酯树脂58

2.2.7呋喃树脂59

2.2.8高性能热塑性树脂59

2.2.8.1聚醚醚酮（PEEK）树脂60

2.2.8.2聚醚酮酮（PEKK）树脂61

2.2.8.3聚苯硫醚（PPS）树脂61

2.2.8.4聚醚砜（PES）树脂62

2.2.8.5热塑性聚酰亚胺（PI）树脂62

2.2.9基体材料性能比较62

2.3预浸料63

2.3.1前言64

2.3.1.1预浸料分类64

2.3.1.2预浸料性能65

2.3.2预浸料基本要求67

2.3.2.1预浸料原材料要求67

2.3.2.2对预浸料的基本要求68

2.3.3典型预浸料性能68

2.4芯材和胶黏剂72

2.4.1芯材72

2.4.1.1泡沫72

2.4.1.2蜂窝73

2.4.1.3其他芯材75

2.4.1.4芯材工艺性75

2.4.2胶黏剂76

2.4.2.1胶黏剂概述76

2.4.2.2胶黏剂工艺性79

2.5常用复合材料基本性能80

2.5.1环氧树脂基复合材料80

2.5.1.1环氧树脂基复合材料综合评估80

2.5.1.2国内环氧树脂基复合材料体系简介83

2.5.2双马来酰亚胺基复合材料84

2.5.3聚酰亚胺树脂基复合材料86

2.5.4纤维增强铝合金层合板87

2.5.5国外先进树脂基复合材料性能87

第3章 制造技术90

3.1手糊成形90

3.1.1前言90

3.1.2原材料91

3.1.2.1玻璃纤维及其织物91

3.1.2.2树脂体系91

3.1.2.3固化剂91

3.1.2.4促进剂91

3.1.2.5触变剂91

3.1.2.6脱模剂92

3.1.2.7填料92

3.1.3模具92

3.1.3.1模具的结构形式93

3.1.3.2模具材料94

3.1.4工艺过程95

3.1.4.1材料的准备95

3.1.4.2模具的准备及脱模剂涂刷95

3.1.4.3胶衣层制备96

3.1.4.4制品的糊制及固化97

3.1.4.5脱模、修整及装配98

3.1.4.6工艺过程要点99

3.1.5手糊成形技术应用99

3.2模压成形100

3.2.1前言100

3.2.2模压料101

3.2.2.1模压料的组成101

3.2.2.2模压料的制备103

3.2.2.3影响模压料质量的因素104

3.2.3压机及模具105

3.2.3.1成形设备105

3.2.3.2成形模具105

3.2.4成形工艺107

3.2.4.1工艺过程107

3.2.4.2工艺参数110

3.2.5易出现的问题与解决方法112

3.2.6模压成形技术应用113

3.3热压罐成形113

3.3.1前言113

3.3.2原材料117

3.3.2.1预浸料117

3.3.2.2结构胶黏剂118

3.3.2.3夹芯结构118

3.3.2.4辅助材料118

3.3.3工艺流程118

3.3.4自动铺放技术120

3.3.4.1复合材料自动铺带技术121

3.3.4.2复合材料自动铺丝技术123

3.3.5成形的模拟127

3.3.5.1树脂流动的模拟127

3.3.5.2纤维形变129

3.3.5.3压实模型130

3.3.5.4空隙形成的模拟131

3.3.5.5热传递的模拟131

3.3.5.6固化动力学的模拟132

3.3.6热压罐成形技术应用133

3.4液态成形134

3.4.1前言134

3.4.2原材料136

3.4.2.1树脂基体136

3.4.2.2增强体137

3.4.3成形设备139

3.4.3.1树脂注射设备140

3.4.3.2注射和混合设备140

3.4.3.3模具操作和夹紧装置141

3.4.4成形工艺模拟141

3.4.4.1树脂流动与固化模型141

3.4.4.2控制体积方法145

3.4.5液态成形技术应用149

3.5缠绕成形151

3.5.1前言151

3.5.2原材料152

3.5.2.1增强材料152

3.5.2.2树脂基体152

3.5.2.3填料153

3.5.3缠绕设备153

3.5.3.1缠绕机153

3.5.3.2芯模153

3.5.3.3张力控制系统154

3.5.3.4浸胶和纤维供给系统155

3.5.3.5固化系统156

3.5.4缠绕规律158

3.5.4.1环向缠绕158

3.5.4.2纵向缠绕158

3.5.4.3螺旋缠绕159

3.5.4.4切点法缠绕规律160

3.5.5工艺及分类161

3.5.5.1干法缠绕162

3.5.5.2湿法缠绕162

3.5.5.3半干法缠绕163

3.5.6工艺参数选择163

3.5.6.1纤维处理163

3.5.6.2浸胶和含胶量163

3.5.6.3缠绕张力164

3.5.6.4缠绕速度164

3.5.6.5固化164

3.5.7纤维缠绕成形技术应用165

3.6拉挤成形165

3.6.1前言165

3.6.2原材料167

3.6.2.1基体材料167

3.6.2.2辅助材料167

3.6.2.3增强材料167

3.6.3成形工艺168

3.6.3.1成形设备168

3.6.3.2成形工艺原理169

3.6.3.3成形工艺参数170

3.6.3.4成形工艺监控171

3.6.3.5质量控制与缺陷分析171

3.6.4拉挤成形技术应用171

3.7复合材料加工和连接172

3.7.1前言172

3.7.2机械连接172

3.7.2.1树脂基复合材料制孔技术173

3.7.2.2树脂基复合材料紧固件及制造工艺175

3.7.2.3树脂基复合材料机械连接设计与工艺175

3.7.3胶接177

3.7.3.1胶接机理177

3.7.3.2复合材料胶接技术特点179

3.7.3.3胶接接头设计179

3.7.3.4胶接材料181

3.7.3.5复合材料胶接工艺182

3.7.3.6胶接质量控制及检测183

3.7.3.7复合材料胶接技术展望185

3.7.4复合材料焊接工艺186

3.7.4.1复合材料的焊接过程186

3.7.4.2复合材料的焊接方法187

3.7.4.3复合材料的焊接设计188

3.7.5装配188

第4章 复合材料试验与质量控制190

4.1试验方法与试验标准体系190

4.1.1多层次试验的内容190

4.1.2试验方法的选择192

4.1.3试验方法标准体系193

4.1.4质量控制常用试验标准194

4.2材料性能表征与质量控制195

4.2.1原材料及复合材料性能表征195

4.2.1.1增强体材料性能表征195

4.2.1.2基体材料性能表征199

4.2.1.3预浸料材料性能表征204

4.2.1.4层压板／单层性能表征205

4.2.2材料的检验、验收与质量控制223

4.3工艺制造过程中的质量控制226

4.3.1原材料的采购与存贮226

4.3.2制造工艺过程中的质量控制227

4.3.2.1复合材料工艺的质量控制227

4.3.2.2工艺中的过程检验228

4.3.3无损检测技术230

4.3.4破坏性检验230

4.4产品最终检验与质量评价231

4.5产品质量文件及其他技术文件232

第5章 复合材料结构的生产性设计234

5.1材料与成形工艺的选择234

5.1.1设计选材原则235

5.1.2树脂的选择236

5.1.3纤维的选择237

5.1.4复合材料选材分析实例237

5.1.5模具的选择238

5.1.6成形工艺的选择238

5.1.7结构成形方案实施过程分析239

5.2结构工艺性的设计考虑241

5.2.1复合材料结构设计的一般原则241

5.2.2结构工艺性与设计的关系241

5.2.3提高结构工艺性的设计措施242

5.3结构可修理性设计248

5.3.1结构可修理性设计的原则248

5.3.2结构损伤类型248

5.3.3结构修理一般要求和修理方法248

5.3.4结构修理的一般过程249

5.3.5结构修理实例250

5.4低成本复合材料技术251

5.4.1低成本材料技术251

5.4.2低成本设计技术253

5.4.3低成本制造技术254

参考文献262