耐极端环境树脂基复合材料制备关键技术

聚合物基复合材料(polymer matrix composites，简称PMCs)具有比强度、比刚度高，耐腐蚀疲劳性能好，可设计性强等一系列独特的优点，使其在各种武器装备的轻量化、小型化和高性能化上起到了无可代替的至关重要的作用，使之成为飞机、导弹、火箭、人造卫星、舰船、兵工武器等结构上不可或缺的战略材料。聚合物基复合材料作为航空航天结构件在使用过程中多数要遭受热氧环境的考验，老化会导致聚合物基复合材料中的纤维/基体脱粘或产生微裂纹，进而引起其结构尺寸变化，造成其整体力学性能的下降。这为聚合物基复合材料的后续使用产生巨大的安全隐患。因此，探究聚合物基复合材料的老化问题显得至关重要。

第1章 绪论
1.1 先进树脂基复合材料的概念
1.2 先进树脂基复合材料的命名及分类
1.2.1 先进树脂基复合材料的命名
1.2.2 先进树脂基复合材料的分类
1.3 树脂基体类型
1.3.1 高性能酚醛树脂基体
1.3.2 高性能环氧树脂基体
1.3.3 双马来酰亚胺树脂基体
1.3.4 氰酸酯树脂基体
1.3.5 热固性聚酰亚胺树脂基体
1.4 先进树脂复合材料增强体结构类型
1.4.1 直线长纤维系统（Continuous filament system）
1.4.2 平面交织系统（2D）（Plana intelaced ointeloop system）
1.4.3 完全整体系统（Fully integated system，3D）
1.5 复合材料的成型方法
1.5.1 手糊成型工艺
1.5.2 真空袋压成型
1.5.3 喷射成型
1.5.4 拉挤成型
1.5.5 模压成型工艺
1.5.6 缠绕成型工艺
1.5.7 树脂传递模塑成型工艺
1.6 先进树脂基复合材料的特征
1.6.1 比强度、比模量高，减震好
1.6.2 性能具备明显的方向性
1.6.3 对湿热环境敏感
1.6.4 主要缺陷/损伤形成不同
1.6.5 抗疲劳性好
1.6.6 性能数据分散系数较大
1.7 复合材料的应用
1.7.1 在建筑领域中的应用
1.7.2 在化学工业中的应用
1.7.3 在机械工业中的应用
1.7.4 在医疗、体育、娱乐方面的应用
1.7.5 在军事领域的应用
1.7.6 在航空航天中的应用
1.8 先进树脂基复合材料的研究进展
1.8.1 先进树脂基复合材料的研究现状
1.8.2 先进树脂基复合材料的展望
1.9 复合材料在21世纪的作用
参考文献
第2章 耐热氧环境树脂基复合材料制备关键技术
2.1 热氧老化实验设计
2.1.1 老化温度的选择
2.1.2 老化时间的选择
2.2 热氧老化机理
2.2.1 纤维老化
2.2.2 基体老化
2.2.3 界面老化
2.3 热氧环境下复合材料耐久性的影响因素
2.3.1 树脂基体的影响
2.3.2 界面性能的影响
2.3.3 增强体的影响
2.4 整体增强体结构提高复合材料热氧环境下的耐久性
2.4.1 热氧环境下复合材料的结构变化
2.4.2 热氧环境下复合材料振动性能的变化
2.4.3 热氧环境下复合材料电磁性能的变化
2.4.4 三维编织结构增强树脂基复合材料极端环境下
的抗冲击性
2.4.5 三维整体结构增强树脂基复合材料热氧环境下
的弯曲性能
2.4.6 三维整体结构增强树脂基复合材料热氧环境下
的剪切性能
2.4.7 三维整体结构增强树脂基复合材料热氧环境下
的导热性能
2.5 界面改性提高复合材料热氧环境下的耐久性
2.5.1 石墨烯改性复合材料界面相结构的研究
2.5.2 石墨烯改性复合材料的导热性能
2.5.3 极端条件下石墨烯改性复合材料的结构变化
2.5.4 石墨烯改性复合材料的玻璃化转变温度
2.5.5 极端条件下石墨烯改性复合材料的失重
2.5.6 热氧环境下石墨烯改性复合材料的剪切
和弯曲强度变化
2.5.7 热氧环境下石墨烯改性复合材料的冲击性能
2.5.8 极端条件下石墨烯改性复合材料的振动性能
参考文献
第3章 耐海水环境树脂基复合材料制备关键技术
3.1 引言
3.2 耐海水环境先进树脂复合材料的制备
3.3 海水老化试验设计
3.4 先进树脂基复合材料海水老化机理
3.4.1 树脂基体老化
3.4.2 纤维海水老化
3.4.3 纤维/基体界面海水老化
3.5 增强体结构对复合材料海水老化性能的影响
3.5.1 海水老化前复合材料的弯曲疲劳性能
3.5.2 混杂复合材料弯曲疲劳响应与性能对比
参考文献
第4章 .先进树脂基复合材料老化寿命预测
4.1 理论预测模型
4.1.1 预测模型分类
4.1.2 先进树脂基复合材料热氧老化寿命预测模型
4.1.3 三维四向编织碳/环氧复合材料和层合平纹碳布
环氧复合材料储存寿命的可靠性计算
4.2 有限元预测模型
4.2.1 有限元论述
4.2.2 有限元的发展及应用
4.2.3 先进树脂基复合材料热氧老化的有限元预测模型
4.2.4 小结
参考文献
第5章 耐极端环境先进树脂基复合材料制备展望
5.1 表面功能涂层防护
5.1.1 热喷涂
5.1.2 冷喷涂
5.1.3 化学气相沉积
5.1.4 磁控溅射
5.1.5 溶胶—凝胶法
5.2 基体老化防护
5.2.1 树脂基体改性
5.2.2 添加第二相粒子
5.3 界面老化防护
5.3.1 树脂基体改性
5.3.2 纤维表面处理
5.4 未来发展趋势
参考文献

樊威，1986年11月生，陕西榆林人，博士，美国University of North Texas博士后，清华大学访问学者。现就职于西安工程大学，副教授，纺织科学与工程学院院长助理，主要从事三维纺织复合材料结构与性能、智能纤维与智能可穿戴、废旧纺织品循环利用、纺织数学等方面的研究工作。2016年被评为陕西省“青年托举人才”，2017年获得“王善元全国纺织科学与工程一级学科优秀博士学位论文创新教育奖励基金”，2018年被评为陕西省青年“****”特聘专家，并获得中国纺织工业联合会“纺织之光”教师奖，2019年获批江苏省“双创计划”科技副总和江苏省科技镇长团团员。近年来，主持国家级、省部级和厅局级项目10余项，发表SCI期刊论文27篇，申请国家专利29件，已授权5件。