阻燃高分子材料配方设计与加工 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国石化

作者:张玉龙//夏裕彬

出品人:

页数:481

译者:

出版时间:2010-4

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787511402967

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 阻燃材料
• 高分子材料
• 配方设计
• 加工工艺
• 聚合物
• 材料科学
• 工程塑料
• 安全材料
• 防火
• 塑料加工

智能制造中的先进连接技术：从材料到工艺的深度解析 本书并非介绍高分子材料的阻燃配方设计与加工技术，而是聚焦于当前制造业转型升级的核心驱动力之一——智能制造背景下的先进连接技术。 本书旨在为工程师、研发人员以及对前沿制造技术感兴趣的读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。我们将探讨如何通过创新的连接方法，实现复杂异构材料的可靠连接，优化产品性能，并满足工业4.0时代对高效率、高精度装配的严苛要求。 --- 第一章 智能制造的连接基石：挑战与机遇 1.1 智能制造对连接技术的新要求 随着物联网（IoT）、云计算、大数据分析在制造业中的广泛应用，传统连接方式面临着前所未有的挑战。现代产品（如电动汽车、航空航天器、精密医疗设备）往往需要集成金属、复合材料、工程塑料等多种材料。单一的机械连接或传统焊接已无法满足对轻量化、高强度、电磁兼容性（EMC）以及功能集成化的需求。本书将详细分析这些新要求对连接界面科学提出的根本性挑战。 1.2 异构材料连接的界面科学 连接的可靠性始于材料界面。本章深入探讨不同材料（例如铝合金与碳纤维增强塑料CFRP、陶瓷与金属）在连接界面上可能发生的物理、化学和热力学变化。我们将讨论界面能、润湿性、以及在不同载荷条件（热循环、机械冲击）下界面失效的微观机制，为选择合适的连接工艺奠定理论基础。 1.3 连接工艺的数字化与智能化转型 智能制造强调“数据驱动决策”。本书讨论如何将传感器技术嵌入连接过程（如螺栓预紧力监测、激光焊接过程的实时温度和熔池形态监测），并将数据反馈至控制系统，实现连接质量的自适应调整和预测性维护。 --- 第二章 先进连接工艺的原理与应用 本章详细分类阐述了当前工业界和前沿研究中最具潜力的几种先进连接技术，它们是替代传统方法的关键。 2.1 激光与能量束连接技术的高级应用 2.1.1 激光复合连接 (Hybrid Laser Joining): 结合激光的高能量密度与粘接剂的韧性与密封性。我们将分析激光-粘接剂系统的作用机理，重点介绍如何通过优化激光路径和能量分布，实现对粘接剂的“选择性固化”或“协同增强”，特别适用于对热敏感的电子元件封装。 2.1.2 电子束与等离子体连接： 探讨在真空或受控气氛下，利用高能电子束或等离子体实现超深度、低形变的金属连接技术，适用于高精度模具制造与核工业部件装配。 2.2 固态连接技术：摩擦搅拌与扩散焊 2.2.1 摩擦搅拌连接 (Friction Stir Welding, FSW) 的衍生技术： 深入研究Friction Stir Spot Welding (FSSW) 在汽车轻量化车身连接中的应用。重点解析搅拌头的设计参数如何影响接头区的微观组织演变、残余应力分布及其对疲劳性能的影响。 2.2.2 扩散连接（Diffusion Bonding）的温度场控制： 分析在低压和中温条件下，如何通过精确控制时间和温度曲线，实现原子级别的材料扩散和键合，尤其在连接活性金属或陶瓷材料时的关键工艺窗口。 2.3 粘接与密封技术的革新 2.3.1 结构粘接剂的界面改性： 介绍使用纳米粒子、石墨烯片层或功能性偶联剂对环氧树脂、聚氨酯等结构粘接剂进行改性，以提升其韧性、导电性或耐温性。 2.3.2 粘接质量的无损评估 (NDE) 技术： 探讨超声波扫描（UT）、热成像以及基于阻抗谱的电化学技术，用于实时或离线评估胶层厚度、空隙率和固化程度，确保连接的长期可靠性。 --- 第三章 连接过程的仿真与优化 连接的复杂性使得实验试错成本高昂。本章聚焦于如何利用先进的计算工具来预测和优化连接过程。 3.1 多物理场耦合仿真建模 建立连接过程中的多物理场耦合模型是实现“数字孪生”连接的基础。本书详细介绍如何使用有限元分析（FEA）软件，对以下过程进行精确模拟： 1. 热-力耦合： 模拟焊接或固化过程中的温度场变化、热膨胀导致的残余应力和变形。 2. 冶金-力学耦合： 预测能量输入对材料微观组织的影响，并将其转化为宏观力学性能（如硬度分布和强度）。 3. 流体力学（CFD）： 模拟熔池动力学和粘接剂的流动填充过程。 3.2 过程参数的优化设计 结合仿真结果，本章介绍如何运用设计实验（DoE）方法和响应面法（RSM）来确定连接工艺的最佳参数组合，以最大化接头强度、最小化变形或缩短循环时间。 3.3 可靠性评估与寿命预测 介绍基于概率的连接可靠性评估框架。利用Weibull分布、P-F曲线等工具，结合加速老化测试数据，建立连接失效的寿命预测模型，确保产品在整个设计使用周期内的安全性和耐久性。 --- 第四章 典型行业的连接应用案例分析 本书最后部分通过具体的工业案例，展示前述理论和技术的实际应用效果。 4.1 电动汽车电池包的结构与热管理连接 分析电池模组到上壳体之间的密封与导热连接方案（如导热粘接剂与结构胶的组合应用），以及高压线束与汇流排的激光钎焊技术，重点讨论在振动和热失控风险下的连接安全性设计。 4.2 航空航天中的复合材料与金属的连接 阐述利用粘接技术与机械紧固件的组合（Hybrid Joining）在飞机蒙皮与加强筋连接中的应用，以及如何通过界面预处理技术，解决碳纤维/铝合金之间的电化学腐蚀问题。 4.3 微电子封装中的热管理与电互连 探讨芯片级封装（如TSV技术）中的超细间距连接、倒装焊的优化，以及先进导热界面材料（TIMs）的精确涂布与固化技术，以应对芯片功耗密度不断增大的挑战。 --- 本书的特色在于其跨学科的视野，它将连接技术视为一个复杂的系统工程问题，融合了材料科学、热力学、先进制造工艺和计算模拟的最新成果，是致力于推动产品制造水平向更高精度、更可靠方向发展的工程师的必备参考书。

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从另一个角度看，这本书的价值还在于它对前沿技术动态的捕捉和梳理。在材料科学日新月异的今天，如何应对日益严格的环保法规，开发出低烟、低毒、高效的无卤阻燃体系，是所有材料工程师面临的共同挑战。这本书在相关的章节中，对新型磷系、硅系阻燃剂的研究进展做了相当深入的综述，不仅介绍了它们的分子结构特性，还评估了它们在成本效益和环境影响上的表现。这种前瞻性的内容，确保了这本书的参考价值不会随着时间的推移而迅速贬值，能持续指导未来的研究方向。

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这本书的实用性简直令人惊喜，它不仅仅是一本理论参考书，更像是一本手把手的操作指南。我特别欣赏它在“配方设计”这一块的细致入微。它不是简单地罗列配方比例，而是深入剖析了各个添加剂之间的协同效应和拮抗作用。比如，在讨论膨胀型阻燃体系时，作者不仅介绍了发泡剂、成炭剂和酸源的选择，还详尽地对比了它们在不同温度下的活化行为，这对于需要针对特定应用环境（比如户外、高温蒸汽等）定制配方的工程师来说，提供了极大的帮助，让配方调整不再是盲目的试错。

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深入阅读后，我发现作者在理论深度和工程实践之间找到了一个绝佳的平衡点。书中对各种阻燃机理的阐述，从宏观的热分解过程到微观的自由基捕获机制，都给出了非常详尽的化学方程式和定性分析，这对于希望在基础理论上打下坚实基础的研发人员来说，简直是宝库。更难能可贵的是，它并没有停留在纸面上的理论，而是紧密结合了工业生产中的实际应用案例，比如不同阻燃剂在不同基体树脂中的兼容性问题、加工过程中的热稳定性控制等，这些都是日常工作中遇到的‘拦路虎’，书里都有给出切实可行的解决方案和优化思路。

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我必须强调，这本书在图示和数据支持方面做得非常出色，这一点对于需要进行性能验证和数据报告的专业人士至关重要。例如，在介绍材料的垂直燃烧测试（UL-94）结果时，书中不仅仅给出了等级划分，还配有大量的微观形貌照片，直观展示了不同配方在燃烧过程中炭层的形成情况和破坏形貌，这远比单纯的文字描述来得更有说服力。这种将宏观性能测试结果与微观结构变化联系起来的分析方法，极大地提升了我们对材料行为的理解深度，是任何想在阻燃材料领域深耕的人案头必备的工具书。

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这本书的装帧和封面设计着实让人眼前一亮，那种深沉的蓝色调，搭配着一些几何图形的线条感，让人立刻感受到它在专业领域内的严谨性。我原本以为这种技术性的书籍会比较枯燥乏味，但这本书的排版设计非常人性化，大量的图表和流程图清晰地梳理了复杂的化学结构和实验步骤，即便是初次接触高分子材料领域的读者，也能很快抓住重点。特别是它在章节之间的过渡处理得非常流畅，没有那种生硬的跳跃感，读起来像是在跟随一位经验丰富的导师进行实地考察。

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