Ageing of Composities pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Martin, Rod (EDT)

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:

价格:2616.00元

装帧:

isbn号码:9781420087765

丛书系列:

图书标签:

• 复合材料
• 老化
• 耐久性
• 材料科学
• 工程
• 失效分析
• 测试方法
• 结构健康监测
• 聚合物基复合材料
• 碳纤维复合材料

好的，这是一份关于《复合材料老化》的图书简介，内容涵盖了其相关的多个重要方面，但并未直接引用该书的具体内容，而是从更广阔的材料科学和工程学视角来阐述相关主题。 --- 图书简介：材料科学前沿：结构完整性与服役寿命的挑战 引言：现代工程的基石与潜在的隐忧 在当代工程领域，从航空航天到土木基础设施，再到能源和医疗器械，高性能复合材料已成为不可或缺的结构组成部分。它们凭借其卓越的比强度、比模量以及对特定环境的适应性，极大地推动了技术进步。然而，材料的性能并非一成不变。任何应用于实际环境中的结构，都必须面对一个核心挑战：时间对材料性能的不可逆影响。 本书并非聚焦于某一特定材料体系的深入探讨，而是着眼于一个更为宏大且基础性的科学问题：工程结构长期服役过程中，其物理、化学和机械性能如何演变？ 这一演变过程，通常被称为“老化”或“时效”，是决定结构安全裕度和经济寿命的关键因素。理解和预测这种变化规律，是确保关键系统可靠性的先决条件。 第一部分：环境侵蚀——多维度失效驱动力 材料的性能退化并非单一因素作用的结果，而是多重环境因素复杂耦合的产物。本卷首先系统性地梳理了影响结构完整性的主要外部环境因素，并探讨了它们作用于材料内部微观结构时的初始机制。 1. 热力学效应与热老化： 温度是驱动大多数化学反应和物理松弛过程的首要因素。本书深入分析了热平衡状态下材料内部分子链运动的变化，以及高低温循环对材料热历史的影响。我们探讨了玻璃化转变温度（$T_g$）的漂移现象，及其如何影响材料的力学响应和内部残余应力状态。特别关注了热应力集中如何诱发微裂纹的萌生与扩展路径。 2. 辐射与能量沉积： 紫外线、电离辐射（如高能粒子或伽马射线）对高分子基体和界面的破坏是显著的。本书详述了辐射引发的链断裂（降解）和链交联（固化）两种对立过程，并讨论了光子能量如何激发电子跃迁，导致键能的降低和材料脆化。对于暴露在太空或核反应堆环境下的结构，辐射诱导的性能衰减机制是评估其寿命的关键瓶颈。 3. 湿热耦合作用与水化反应： 水分子，作为最普遍的极性溶剂，通过渗透、扩散和吸附等方式进入材料基体，极大地改变了材料的物理状态。本部分细致研究了水分子与聚合物基体之间的氢键作用，导致材料溶胀和增塑效应。同时，探讨了在湿热交变环境下，界面粘结力（特别是纤维与基体之间的界面）的降解动力学，这往往是结构失效的起点。 4. 化学侵蚀与环境腐蚀： 针对特定化学介质（如酸、碱、溶剂或臭氧）对材料的选择性侵蚀进行了分类讨论。重点剖析了应力腐蚀开裂（SCC）的发生条件，即环境化学活性与机械载荷如何协同作用，加速裂纹的扩展。 第二部分：材料响应——微观结构与宏观性能的关联 环境因素的输入最终将转化为宏观力学性能的损失。本部分的核心在于建立从微观结构变化到宏观性能退化的桥梁。 1. 机械性能的退化路径： 书中全面对比了不同老化状态下材料的拉伸、压缩、剪切及蠕变性能的变化规律。重点分析了模量下降（软化）和断裂韧性降低（脆化）这两个主要的力学响应特征。我们引入了损伤演化理论，描述材料内部孔隙率增加、微裂纹密度提升对整体承载能力的影响。 2. 粘弹性行为的重构： 对于许多先进材料而言，其力学响应具有显著的时间依赖性。老化过程本质上是材料内部分子运动自由度的重新分配。本部分运用时间-温度等效原理（TTSP），阐释了老化如何导致材料的松弛时间尺度发生系统性偏移，从而改变其在不同加载速率下的表现。 3. 界面失效机制的深度解析： 在异质结构中，界面是能量耗散和载荷传递的关键区域。本卷详细分析了热循环、湿气渗透和化学反应对界面粘接强度的影响。利用先进的成像技术（如扫描透射电镜），研究了界面微区应力分布的变化，以及界面脱粘如何成为宏观疲劳裂纹的优先萌生路径。 第三部分：寿命评估与预测模型——从经验到科学的跨越 理解老化机制的最终目的是实现对结构剩余使用寿命的可靠预测，从而指导维修、退役决策。 1. 损伤累积模型与寿命预测： 本部分介绍了基于物理学基础的损伤演化模型，如线性累积损伤法则、非线性演化模型以及基于概率的寿命分布方法。重点探讨了如何将实际服役环境数据（如载荷谱、环境参数）转化为有效的损伤输入变量。 2. 监测、诊断与状态评估： 介绍了非破坏性评估（NDE）技术在监测材料老化状态中的应用，包括超声波检测、热成像、声发射技术等。强调了如何通过周期性的状态监测数据，对现有的寿命预测模型进行修正和校准，实现自适应的寿命管理。 3. 增强老化抵抗力的策略： 最后，本书展望了材料设计层面的解决方案。讨论了通过选择更稳定的基体材料、优化界面化学、引入抗氧化剂或紫外线吸收剂等方式，如何从根本上延缓老化速率，从而延长结构的安全服役期。同时，也探讨了“自修复”功能材料在应对初期损伤方面的巨大潜力。 总结：面向未来的挑战 本书旨在为材料科学家、结构工程师以及决策者提供一个全面且深入的框架，用以理解和应对结构材料在长期服役中所面临的严峻挑战。通过对环境、材料响应和预测模型的系统梳理，本书强调了材料性能的“动态性”而非“静态性”，为设计更持久、更可靠的工程系统奠定了坚实的理论和实践基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆