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出版者:化学工业出版社

作者:王兴天

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2005-1

价格:49.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502571603

丛书系列:

图书标签:

• 注塑机，塑料，机械
• 社会学
• 傲天未公映
• 注塑技术
• 注塑机
• 塑料加工
• 模具设计
• 材料科学
• 机械工程
• 制造工艺
• 工业工程
• 高分子材料
• 自动化

塑料成型工艺系列丛书：高性能复合材料的微观结构与宏观性能调控 图书简介 本书是“塑料成型工艺系列丛书”中的重要一册，聚焦于当前高分子材料科学领域的前沿热点——高性能复合材料的微观结构设计与宏观性能精准调控。它系统性地阐述了如何通过对材料组成、加工过程参数的精确控制，实现对复合材料最终力学、热学、电学及界面性能的优化与提升。本书旨在为材料工程师、研发人员以及相关领域的科研工作者提供一套扎实的理论基础和先进的实践指导，以应对航空航天、新能源、高端电子设备等领域对轻量化、高强度、多功能复合材料日益增长的需求。 --- 第一部分：高性能复合材料的基础理论与前沿认知 本部分奠定了理解复杂复合材料体系所需的理论基石，着重探讨了微观结构如何决定宏观性能的内在机制。 第一章：现代复合材料的分类、演进与需求驱动 本章首先对当前主流的复合材料体系进行了系统性的分类，包括纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维增强）、颗粒增强复合材料、层状复合材料以及功能性纳米复合材料。随后，深入剖析了驱动这些材料技术进步的关键应用领域，如高比强度需求（航空结构件）、热管理需求（电子封装）和电磁屏蔽需求（军事与通信）。重点讨论了树脂基体（热固性与热塑性）的选择标准及其对整体性能的制约作用。 第二章：界面科学：复合材料性能的决定性因素 界面是复合材料中最重要的组成部分，其质量直接决定了增强相与基体之间的载荷传递效率。本章详细阐述了界面作用的物理化学本质，包括界面能、湿润性、化学键合（共价键、离子键、范德华力）以及物理缠绕。内容涵盖了多种界面表征技术（如XPS、FTIR、TEM），并探讨了表面处理技术（如等离子体处理、偶联剂修饰）对提高界面粘结强度的作用机理。特别引入了“应力传递模型”，量化了界面特性对宏观拉伸模量和断裂韧性的贡献。 第三章：增强相的微结构调控与形貌效应 本章聚焦于增强相——无论是宏观纤维、微米颗粒还是纳米填料——的形态学控制。针对纤维增强体系，探讨了纤维的取向分布（单向、双向、随机）对各向异性力学性能的影响；对于颗粒增强体系，深入分析了颗粒的尺寸效应、浓度梯度分布对基体微裂纹扩展的阻碍机制。在纳米复合材料部分，着重讨论了纳米填料（如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米片）在聚合物基体中分散的难点，以及如何通过分散技术（如超声、高剪切混合、原位聚合）避免团聚，实现性能的“超线性”提升。 --- 第二部分：先进加工工艺与结构-性能的动态耦合 本部分将理论与工程实践紧密结合，探讨先进的成型技术如何精确地将设计好的微观结构固化为最终产品，并实现性能的优化。 第四章：高精度纤维铺放与固化动力学控制 本章主要针对航空航天级预浸料的制造与成型。详细介绍了自动铺放技术（ATL）和纤维喷射技术（AFP）中的工艺参数（铺放速度、张力控制、头压力）对纤维层合板内孔隙率和纤维角度精度的影响。在固化过程方面，引入了反应动力学模型，分析了温度、压力和时间（T-P-t曲线）如何影响树脂的交联密度、玻璃化转变温度（Tg）以及残留应力。重点讨论了真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺中的流动前沿捕获与缺陷控制策略。 第五章：挤出与反应混炼过程中的分散与反应耦合 针对热塑性复合材料和原位聚合复合材料的制备，本章深入研究了螺杆挤出机作为反应器和混合器的双重角色。详细分析了混炼元件设计（如捏合块、输送元件）对分散效果的影响，并通过计算流体力学（CFD）模拟展示了剪切速率梯度与材料停留时间分布（RTD）如何作用于填料的分散均匀性。在反应挤出方面，阐述了如何控制反应速率与混合效率之间的平衡，以避免过早固化或反应不完全导致的性能下降。 第六章：增材制造（3D打印）中的长纤维复合材料成型难题 随着增材制造技术的兴起，长纤维增强热塑性复合材料的打印成为研究热点。本章探讨了熔融沉积成型（FDM）过程中，长纤维的取向控制和层间粘接问题。分析了打印温度、喷嘴速度和冷却速率对纤维在打印路径上的“层内取向角”和“层间界面强度”的耦合影响。引入了先进的纤维填充打印头设计理念，旨在最大限度地保留纤维的原始长度和取向优势，克服传统FDM材料的固有弱点。 --- 第三部分：性能的表征、预测与先进功能化设计 本部分关注于如何科学地量化和预测复合材料的性能，并探索赋予材料额外功能化的前沿技术。 第七章：多尺度力学性能的实验表征与数值模拟 本章系统介绍了用于复合材料性能评估的标准测试方法，包括静态力学测试（拉伸、压缩、弯曲）、动态力学分析（DMA）、冲击测试（夏比、简支梁）以及疲劳寿命评估。在数值模拟方面，重点阐述了多尺度建模方法，从分子动力学（MD）模拟界面相互作用，到有限元分析（FEA）模拟宏观损伤演化。详细介绍了有效介质理论（EMT）和均质化方法在预测复合材料整体模量中的应用及局限性。 第八章：热管理与电磁屏蔽复合材料的设计原理 本章探讨了如何设计具有特定功能的新型复合材料。针对热管理，分析了热导率的各向异性，以及如何通过构建“热传导网络”（如引入导热填料或构建连通的纤维骨架）来提高基体材料的热导系数。针对电磁屏蔽，深入研究了电磁波的吸收、反射和透射机理，探讨了导电填料（如金属纤维、导电炭黑）的“渗流阈值”和“网络结构”对屏蔽效能（SE）的决定性影响。 第九章：损伤容限（Damage Tolerance）与寿命预测 高性能复合材料的设计必须考虑其在服役中的损伤累积和失效机制。本章详细分析了疲劳损伤演化路径，包括基体开裂、纤维-基体脱粘和纤维断裂的相互作用。介绍了基于断裂力学的分层扩展模型，用于预测复合材料层合板的抗部分穿透能力。最后，讨论了无损检测（NDT）技术（如超声波C扫描、声发射）在实时监测复合材料内部损伤状态中的应用与数据解读方法。 --- 总结与展望： 本书不仅提供了对现有成熟技术的深度剖析，更着眼于材料结构与性能调控的“设计范式”转型。通过对微观结构、界面化学和宏观加工过程的精细化控制，读者将能够掌握开发下一代高性能、多功能复合材料的关键科学与工程方法。

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说实话，当我看到这本书的目录时，我还有点担心它会不会过于偏向理论。毕竟，现在很多技术书籍都是“两皮货”，光说不练假把式。但事实证明我的担忧是多余的。它在讲解注塑机控制系统的章节，简直就是一份实战手册。它没有停留在PLC梯形图的描述上，而是着重分析了PID控制在锁模力保持和保压切换过程中的动态响应特性。我立刻对照我车间里那台老旧设备的数据曲线，发现书中的模型预测与实际偏差点高度吻合。特别是关于螺杆不同转速下塑化效果的对比分析，提供了许多有助于提升循环时间、同时保证塑化质量的实用技巧。这本书真正做到了理论指导实践，让那些高深的控制理论变得触手可及。

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这本书的阅读体验非常流畅，得益于作者清晰的逻辑构建和循序渐进的叙述方式。它不像教科书那样刻板，反而更像是一位经验丰富的前辈，耐心地在你耳边讲解每一个关键节点的注意事项。我个人最喜欢的是其中关于缺陷分析与解决的那一部分。它没有采用那种冷冰冰的图谱罗列，而是通过一系列“如果……会发生什么”的场景模拟，引导读者进行故障排查。例如，当提到“气体残留”问题时，作者不仅指出了可能的原因，还详细阐述了如何通过调整排气槽的深度和位置，从根本上改善气体的逸出效率。这种以问题为导向的组织结构，极大地提高了知识的实用性和可检索性，让我在遇到实际困难时，能迅速找到有效的解决方案。

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我最近在研究如何优化一个复杂内腔结构的零件注塑工艺，市面上很多资料要么过于侧重宏观的设备操作，要么就是沉溺于某个特定牌号树脂的参数表。然而，这本读物却提供了一种更具哲学意味的视角——它探讨了“为什么”会发生这些现象，而不是仅仅告诉我们“应该”怎么做。我特别欣赏它对模具设计中“流道平衡”和“浇口设计”的独到见解。作者用一种近乎艺术鉴赏的笔触，分析了不同浇口形式在剪切热产生和压力损失上的细微差别，这对我优化那些容易出现缩痕和熔接痕的区域大有裨益。这本书的深度在于它引导你去思考工艺参数背后的物理逻辑，而不是简单地复制粘贴经验数据，这对于追求卓越品质的工程师来说，无疑是一份宝贵的智力财富。

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这本书的装帧设计着实吸引眼球，那种略带磨砂质感的封面，配上清晰有力的字体，立刻给人一种专业而扎实的感觉。我原本是抱着试试看的心态翻开的，没想到前几页关于材料科学基础的阐述，深入浅出，即便是对我这个不算科班出身的人来说，也能迅速抓住核心概念。它没有陷入枯燥的理论堆砌，而是巧妙地结合了实际生产中的案例，比如对不同聚合物在模具中流动特性的细致描绘，简直就像是把一个复杂的物理过程用动画的形式呈现在脑海里。尤其是其中关于温度梯度对产品表面光洁度的影响那一部分，讲解得极其透彻，让我对注塑成型的基础原理有了前所未有的清晰认识。这本书的图文排版也做得非常考究，大量的剖视图和流程图，极大地降低了理解门槛，为后续深入学习打下了坚实的基础。

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从排版和用词的选择上，我能感受到作者对专业性的坚持和对读者群体的尊重。它使用的术语精准且权威，但在解释关键术语时，又兼顾了不同知识背景读者的需求。最让我印象深刻的是书中对模具钢材选择和表面处理工艺的章节，它平衡了成本控制与耐用性之间的矛盾，提供了一套完整的决策框架。作者详细对比了P20、H13等常用钢材在不同模腔温度和注射压力下的疲劳寿命差异，并结合了实际的抛光和镀膜技术，给出了具体的应用建议。这种对细节的极致追求，使得这本书的参考价值远远超出了普通的技术指南，它更像是一部关于如何精益求精打造完美注塑件的“方法论圣经”。

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