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出版者:轻工业

作者:赵素合 编

出品人:

页数:443

译者:

出版时间:2006-9

价格:50.00元

装帧:

isbn号码:9787501926282

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• 材料
• 自然科学
• 教材
• 化学
• 聚合物加工
• 塑料工程
• 橡胶加工
• 材料科学
• 工程技术
• 高分子材料
• 加工工艺
• 模具设计
• 注塑成型
• 挤出成型

《先进材料成型工艺与应用》 本书深入探讨了现代材料科学与工程领域中至关重要的成型技术，旨在为读者构建一个关于如何将原材料转化为具有特定性能和复杂几何形状的最终产品的全面认知框架。我们不仅仅关注理论基础，更侧重于实际应用中的挑战与创新。 核心内容涵盖： 1. 成型机理与物理化学原理： 流变学基础： 详细介绍牛顿流体与非牛顿流体的特性，剪切稀化、剪切增稠、触变性等现象在不同材料体系（如熔融聚合物、陶瓷浆料、金属熔液）中的表现。理解粘度和弹性模量如何随温度、剪切速率和时间变化，以及这些参数对成型过程的影响。 传热传质过程： 分析在成型过程中热量的传递方式（传导、对流、辐射）及其在熔融、固化、烧结等阶段的关键作用。探讨物质（如溶剂、单体、填料）的扩散、迁移和反应机理，例如溶剂挥发、化学反应固化、填料分布均匀化等。 相变与界面现象： 深入研究材料在成型过程中的相变，如熔化、结晶、固化、相分离、凝胶化等。理解表面张力、润湿性、界面能等因素如何影响材料在模具内的流动、填充以及最终产品的微观结构和力学性能。 2. 关键成型工艺详解： 注塑成型（Injection Molding）： 工艺流程： 从螺杆塑炼、熔体输送、注射、保压到冷却脱模的每一个环节进行细致剖析。 设备与模具： 介绍不同类型的注塑机（肘杆式、液压式、全电动式）的优缺点，以及模具设计中的关键要素，如浇口、流道、排气、冷却系统、顶出机构等。 工艺参数控制： 详细阐述注射压力、注射速度、保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度、冷却时间等参数对产品质量（尺寸精度、外观缺陷、内部应力）的影响。 常见缺陷与对策： 系统性地列举缩痕、飞边、包风、熔接线、翘曲变形等典型缺陷，并提供针对性的解决方案，包括材料选择、模具设计优化和工艺参数调整。 先进注塑技术： 介绍气辅注塑、水辅注塑、双色注塑、镶件注塑、微注塑等特种注塑技术及其应用领域。 挤出成型（Extrusion Molding）： 单螺杆与双螺杆挤出： 区分单螺杆和双螺杆挤出的工作原理、应用范围及各自的优势。 挤出工艺： 讲解熔体输送、增压、筛选、口模成型等核心过程，以及涉及的口模类型（如平板模、管材模、异型材模、薄膜吹塑模）。 产品形式： 涵盖吹膜、流延膜、管材、板材、片材、型材、电线电缆包覆等多种挤出成型产品。 工艺优化： 讨论螺杆构型设计、口模设计、牵引速度、冷却方式等对挤出产品尺寸稳定性、表面质量和物理性能的影响。 吹塑成型（Blow Molding）： 挤出吹塑与注射吹塑： 详细对比挤出吹塑（涵盖挤吹、拉吹）与注射吹塑（仅注射吹塑）的工作原理、适用产品及优缺点。 工艺流程： 描述型坯的挤出或注射、吹胀成型、冷却定型、脱模等步骤。 关键设计与控制： 分析型坯壁厚分布均匀性、吹胀比、吹胀压力、吹胀速度、冷却条件等对最终瓶体/容器性能的影响。 压塑与传递模塑（Compression & Transfer Molding）： 基本原理： 介绍将粉状或预制件材料在加热和加压下填充模具的压塑工艺，以及将熔融材料从料筒通过流道注射到密闭模腔的传递模塑工艺。 适用材料： 重点关注热固性塑料（如酚醛树脂、环氧树脂、有机硅）和某些高性能工程塑料的应用。 模具设计与工艺控制： 探讨模具结构、加热方式、压力控制、周期时间等对产品质量的影响。 旋转成型（Rotational Molding）： 工艺特点： 阐述将粉状或液体树脂加入模具，在加热和模具同时旋转的条件下，使其均匀附着在模腔内壁并熔融成型的过程。 适用产品： 覆盖大型空心制品，如水箱、储罐、玩具、船体等。 工艺参数： 分析加热温度、旋转速度、冷却方式对产品均匀性、强度和表面光洁度的影响。 3. 先进成型技术与趋势： 增材制造（3D打印）： 介绍熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）等主流3D打印技术在材料加工中的应用，以及其在原型制造、小批量生产和定制化产品开发中的优势。 微成型技术： 探讨微注塑、微挤出等技术在制造微电子元件、微流控芯片、生物医学器件等微观尺度产品中的挑战与突破。 反应注射成型（RIM）： 介绍两种或多种低粘度反应物在高速混合后直接注入模腔进行聚合固化的工艺，适用于生产大型、高韧性、复杂形状的聚氨酯制品。 超临界流体辅助成型： 探讨利用超临界流体（如CO2）降低材料粘度、改善流动性、促进脱泡或进行表面改性的技术。 4. 材料选择与性能优化： 不同材料体系的成型特性： 比较不同类型聚合物（热塑性塑料、热固性塑料、弹性体）、陶瓷、金属粉末等的流变行为、热稳定性、固化动力学等，指导读者根据产品需求选择合适的材料。 添加剂与改性： 阐述填料（如玻璃纤维、碳纤维、矿物填料）、阻燃剂、抗氧化剂、增塑剂、着色剂等添加剂对材料成型性能和最终产品性能的影响，以及共混改性、反应改性等策略。 产品性能预测与表征： 介绍如何通过模拟仿真（如有限元分析FEA）预测成型过程中的应力分布、翘曲变形等，以及力学性能、热性能、表面形貌等关键性能的表征方法。 本书的特色： 理论与实践紧密结合： 每一项技术都从其背后的科学原理出发，并通过大量的工程实例和案例研究来解释其应用。 内容全面且深入： 覆盖了当前主流和前沿的材料成型技术，并对每一项技术进行了深入剖析。 图文并茂： 大量精美的图表、流程图和实物照片，帮助读者直观理解复杂的工艺过程。 面向未来： 关注新兴技术的发展，为读者提供对未来材料加工趋势的洞察。 本书适合从事材料加工、产品设计、模具开发、工艺工程师、研发人员以及相关专业的高校师生阅读。通过学习本书，读者将能够更深刻地理解材料成型过程中的科学奥秘，掌握先进的加工技术，从而在实际工作中解决复杂的技术难题，推动材料应用创新。

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说实话，这本书的整体叙事节奏感强得有些出乎我的意料，它不像我读过的大部分工程学教材那样枯燥乏味，反而像是一个经验丰富的老工程师在跟你娓娓道来他几十年的职业生涯感悟。开篇就着重描述了**热塑性塑料在注塑成型过程中的冷却收缩与翘曲控制**，作者用了一种非常感性的笔触去描述模具设计中那些“看似微小却决定成败”的细节，比如浇口位置对保压效果的影响，以及如何利用模流分析软件进行快速迭代优化。我特别喜欢其中关于**工程塑料在高温环境下的长期性能评估**那一章节，书中没有堆砌晦涩的理论，而是结合了实际失效案例，比如汽车发动机舱部件的热老化和应力松弛现象，并提供了多种抗老化添加剂的协同作用机制的深入分析。更妙的是，作者似乎对**增材制造（3D打印）中的聚合物层间粘结**问题有着深入研究，他详细对比了FDM、SLA等不同技术在处理高分子材料时的热力学差异，并给出了提高打印件机械性能的实用“秘籍”。这本书的价值在于，它将理论和实践的鸿沟填补得非常好，读完后你会觉得，那些看似随机的生产问题，其实背后都有着严谨的科学逻辑可循。

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我必须承认，这本书的某些部分对我来说还是一个挑战，尤其是涉及到**聚合物电解质和功能性高分子材料的电化学特性**的那几个章节。那些关于电荷传输机制、离子导电率的理论推导，确实需要一定的数学基础和材料科学背景才能完全领会。但即便如此，作者在介绍这些高深理论时，依然努力地将它们与实际应用联系起来，比如在**锂离子电池隔膜的制备与改性**方面，书中详细描述了如何通过拉伸工艺控制聚合物的取向度来优化其力学性能和孔隙结构。这本书的另一个亮点在于对**橡胶弹性体的硫化动力学**的详尽描述，它不仅分析了传统硫化体系的优缺点，还引入了新型无硫或低硫硫化体系的研究进展，这对致力于开发环保型橡胶制品的工程师来说，简直是如获至宝。它促使我重新审视了许多我们习以为常的加工参数，比如对硫化温度和时间的微小调整，是如何在分子链交联的层面上带来巨大变化的。这本书的学术严谨性和前沿性，使它在同类书籍中显得尤为突出。

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天哪，最近读了一本让人耳目一新的技术书籍，虽然我具体是哪一本我得再翻翻书架，但它涉及的领域绝对是硬核的，比如涉及**高分子材料的先进制造技术**，那种深入到分子结构层面如何影响宏观性能的论述，简直是为我打开了一扇新世界的大门。书里花了大量的篇幅去解析那些复杂的流变学模型，你知道吗，光是看那些偏微分方程和本构关系，我就感觉自己像是回到了大学课堂，但不同的是，这次的讲解清晰明了，从最基础的剪切稀化现象讲起，一直推导到实际挤出过程中的压力分布计算。尤其是关于**反应性挤出技术**那一章，作者似乎对这个领域有着独到的见解，不仅介绍了双螺杆挤出机内部的混合机制，还通过大量的实验数据图表，直观地展示了不同螺杆元件组合对反应效率和产品分子量分布的控制效果。书中对**新型复合材料的界面粘合问题**也进行了细致的剖析，特别是纳米填料在聚合物基体中的分散难题，提出了一些非常具有前瞻性的解决方案，让人忍不住想立刻去实验室验证一下。这本书的深度和广度都令人印象深刻，绝对是该领域专业人士案头必备的工具书，而不是那种浅尝辄止的入门读物。

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这本书的阅读体验非常扎实，它更像是一本深入探讨**工程实践中常见材料缺陷的“诊断手册”**。我记得其中有一段关于**高分子材料的应力开裂（ESCR）**的分析，作者没有停留在现象描述，而是深入到了表面形貌和环境介质相互作用的微观层面，并提供了在不同行业标准下（如管道、容器）如何选择抗应力开裂牌号的决策树。另一个让我受益匪浅的部分是关于**废旧塑料的回收与再加工技术**的讨论，书中系统地梳理了物理回收、化学回收和能量回收的优缺点，并重点分析了**共混改性技术**中如何通过添加相容剂来提高不同聚合物熔体的相容性，从而提高回收料的性能指标。它对**聚合物合金和共混物**的相图分析非常透彻，帮助我理解了为什么某些看似可以混合的材料，在加工过程中会出现相分离和性能急剧下降的问题。这本书的行文风格沉稳有力，处处透露着一种“实践出真知”的务实精神，它不是教你如何套用公式，而是教你如何理解公式背后的物理意义，从而在实际生产中解决那些棘手的“疑难杂症”。

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这本书的结构安排简直是为我这种偏爱系统性学习的读者量身定做的，它仿佛构建了一个完整的知识体系框架，从最基础的**聚合物的分子结构与性能关系**开始，层层递进，直至复杂的工业化应用。我记得有一部分专门讲解了**薄膜挤出工艺中的厚度均匀性控制**，作者深入探讨了口模间隙、牵引速度以及冷却风环设计之间的非线性耦合关系，甚至还引入了先进的过程控制理论，比如模糊逻辑控制在解决快速响应问题上的应用。令我印象深刻的是关于**生物可降解聚合物的加工挑战**那一章，它不仅涵盖了PLA、PHA等常见材料的熔体流动特性，还非常细致地讨论了水汽敏感性导致的分子量下降问题，以及如何在螺杆设计中引入特殊的脱挥发分区域来缓解这一矛盾。这本书的图表质量极高，数据详实可靠，尤其是那些**动态力学分析（DMA）曲线和差示扫描量热分析（DSC）图谱**的解读部分，作者用非常清晰的语言解释了玻璃化转变温度、结晶度和弛豫过程对最终产品柔韧性的影响。它绝对不是那种为了凑字数而堆砌概念的书，每一页都充满了干货和作者多年积累的专业洞察。

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悲剧！

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