包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

汪海沈真 译

图书标签:

• 复合材料
• 聚合物基复合材料
• 结构材料
• 材料表征
• 试验计划
• 试验矩阵
• 工程材料
• 材料科学
• 复合材料手册
• 包邮

店铺： 弗洛拉图书专营店

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313114938

商品编码：11491612150

包装：精装

开本：16

出版时间：2014-12-01

页数：640

字数：821000

商品参数

复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南
	定价	248.00
	出版社	上海交通大学出版社
	版次	1
	出版时间	2014年12月
	开本	16开
	作者	美国CMH-17协调委员会著，汪海　等译
	装帧	精装
	页数	640
	字数	821000
	ISBN编码	9787313114938

内容介绍
　　《复合材料手册·聚合物基复合材料（第1卷）:结构材料的表征指南》是《复合材料手册》（以下简称CMH—17）的第1卷，主要包括用于确定聚合物基复合材料体系及其组分，以及～般结构元件性能的指南。即试验计划、试验矩阵、取样、浸润处理、选取试验方法、数据报告、数据处理、统计分析以及其他相关的专题，并对数据的统计处理和分析给予了特别的关注，还包括了产生材料表征数据的一般指南，以及将相关材料数据在CMH—17中发布的特殊要求。

目录

第1章　总论

1.1手册介绍
1.2手册内容概述
1.3第1卷的目的和范围
1.4文件的使用与限制
1.4.1 使用第1～3卷的路线图
1.4.2 信息的来源
1.4.3 数据的使用及应用指南
1.4.4强度性能及许用值的术语
1.4.5 参考文献的应用
1.4.6 商标及产品名的使用
1.4.7毒性、健康危害和安全
1.4.8 消耗臭氧的化学物质
1.5批准步骤
1.6材料取向编码
1.6.1 层压板取向编码
1.6.1.1铺层顺序记号
1.6.1.2铺层百分比记号
1.6.2编织物取向编码
1.7符号、缩写，及单位制
1.7.1 符号及缩写
1.7.1.1组分的性能
1.7.1.2单层与层压板
1.7.1.3下标
1.7.1.4上标
1.7.1.5缩写词
1.7.2 单位制
1.8定义
参考文献

第2章　复合材料性能测试指南
2.1 引言
2.1.1 复合材料结构的积木式方法
2.1.2试验级别与数据的使用
2.1.2.1 结构复杂性等级
2.1.2.2数据应用分类
2.1.2.3试验计划的详细说明
2.2试验计划的编制
2.2.1 概述
2.2.2 对以统计为基础的性能的基准方法与可选方法
2.2.3 数据等同性问题
2.2.4试验方法的选取
2.2.5母体的取样和大小
2.2.5.1样本大小的选取
2.2.5.2批次数量对ANOVA的影响
2.2.6材料与工艺变异、试件制备和NDE
2.2.6.1材料和材料工艺
2.2.6.2试件制备和无损评定（NDE）
2.2.7 吸湿和浸润处理因素
2.2.7.1湿扩散率
2.2.7.2平衡吸湿量
2.2.7.3浸润处理与试验环境
2.2.8 材料工作极限（MO1）
2.2.8.1蒸汽压力分层
2.2.8.2高温复合材料体系的MO1考虑
2.2.8.3 湿热试验 一报告破坏时的吸湿量
2.2.9 非大气条件的试验
2.2.10 空间环境对材料性能的影响
2.2.10.1引言
2.2.10.2原子氧
2.2.10.3微流星体碎片
2.2.10.4 紫外线辐射
2.2.10.5带电粒子
2.2.11 由层压板获得单向层的性能
2.2.12数据正则化
2.2.13 数据文件的编制
2.2.14针对应用的特殊试验要求
2.3推荐的试验矩阵
2.3.1 筛选材料的试验矩阵
2.3.1.1 力学性能筛选
2.3.1.2对高温材料体系的力学性能筛选
2.3.1.3液体敏感性的筛选
2.3.2 材料鉴定和单层基准值试验矩阵
2.3.2.1组分试验矩阵
2.3.2.2预浸料试验矩阵
2.3.2.3单层试验矩阵
2.3.2.4用于单层级基准值的替代方法
2.3.2.5纤维缠绕材料试验矩阵
2.3.3材料验收试验矩阵
2.3.4替代材料等同性试验矩阵
2.3.4.1替代来源复合材料的鉴定
2.3.4.2对已获鉴定材料所作变化的评定
2.3.5 一般层压板／结构元件的试验矩阵
2.3.5.1引言
2.3.5.2建议的无缺口层压板强度试验矩阵
2.3.5.3建议的开孔层压板强度试验矩阵
2.3.5.4建议的充填孔层压板强度试验矩阵
2.3.5.5机械紧固件连接试验概述
2.3.5.6建议的机械紧固件连接试验矩阵
2.3.5.7建议的胶接连接试验矩阵
2.3.5.8建议的损伤表征试验矩阵
2.3.6对基准值的替代方法
2.3.7对使用取自CMH-17或其他大数据库基准值的数据验证
2.4数据处理与文件编制
2.4.1 引言
2.4.2 由层压板得到单层的性能
2.4.2.1方法
2.4.2.2拉伸强度试验
2.4.2.3压缩强度试验
2.4.2.4其他性能
……
第3章　增强纤维的评定
第4章　基体表征
第5章　预浸料材料表征
第6章　单层、层压板和特殊形式结构的表

《先进材料表征与应用》 概述 本书系一本面向材料科学、工程技术及相关领域研究者、工程师和学生的专业著作，旨在系统性地介绍先进材料，尤其是聚合物基复合材料，在结构材料领域的表征方法、试验设计以及应用策略。书中不仅涵盖了材料结构、性能的深入分析，更侧重于如何通过科学严谨的试验规划来获取可靠数据，从而指导材料的开发、优化和实际应用。本书内容精炼，理论与实践紧密结合，力求为读者提供一套系统、实用的材料表征与应用解决方案。 第一卷：聚合物基复合材料结构表征指南 本卷是全书的基础，重点聚焦于聚合物基复合材料微观及宏观结构的表征技术。理解材料的结构是掌握其性能的关键，因此本卷将详尽阐述各种表征手段，并结合具体案例，展示如何运用这些技术深入揭示复合材料的内在联系。 第一章：聚合物基复合材料的微观结构特征 纤维增强相的表征： 纤维形态与形貌： 扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在分析纤维的直径、长径比、表面粗糙度、取向以及微观缺陷（如裂纹、空隙）方面的应用。 纤维的化学成分与结晶度： 能量色散X射线光谱（EDS）、X射线衍射（XRD）在确定纤维的元素组成、晶格结构、结晶度等方面的作用。 纤维与基体界面的微观结构： 界面结合强度对复合材料整体性能至关重要。本章将介绍如何通过SEM/TEM观察界面区域的形貌、是否存在脱粘、微孔等，以及表面处理对界面改性的影响。 纤维束/纱的排列与密度： 光学显微镜、CT扫描在分析纤维在二维或三维空间中的分布、束缚情况、密度均匀性等方面的应用。 聚合物基体的表征： 基体聚合物的分子结构与性能： 红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）用于识别聚合物的化学键、官能团，判断聚合物的种类和纯度。核磁共振（NMR）在解析聚合物的分子链结构、分子量分布方面的作用。 基体的热性能： 差示扫描量热法（DSC）测定玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）、结晶温度（Tc），分析聚合物的热稳定性。热重分析（TGA）测定聚合物的分解温度，评估其耐热性能。 基体的力学性能： 动态力学分析（DMA）表征材料的储能模量、损耗模量以及阻尼性能，反映基体在不同温度和频率下的粘弹性行为。 复合材料宏观结构的分析： 孔隙率与缺陷： 显微镜观察、CT扫描、超声检测用于识别和量化材料中的孔隙、夹杂物、分层等缺陷。 纤维含量与分布： 燃烧法、密度法、图像分析法用于测定纤维的体积/质量百分比，并通过显微镜观察纤维在宏观尺度上的分布均匀性。 层间结构与界面： CT扫描、SEM观察层与层之间的结合情况，识别层间脱粘、基体富集等现象。 第二章：力学性能表征方法 本章将重点介绍聚合物基复合材料的关键力学性能测试方法，包括静态和动态力学性能、疲劳性能、断裂韧性等，并强调试验条件的选择和数据解读的重要性。 拉伸、压缩与弯曲性能： 标准试验方法： 详细介绍ASTM、ISO等国际标准中拉伸、压缩、弯曲试验的试样制备、加载方式、应变测量及数据分析流程。 各向异性分析： 重点阐述如何通过测试不同方向的力学性能，来量化复合材料的各向异性特征，并分析纤维取向对性能的影响。 失效模式分析： 结合SEM/TEM对断裂表面的观察，深入分析复合材料在拉伸、压缩、弯曲过程中发生的失效机理，如纤维断裂、基体开裂、界面脱粘等。 剪切性能： 平面内剪切与层间剪切： 介绍Iosipescu剪切试验、短梁剪切试验（Short Beam Shear Test, SBS）等常用方法，分析材料在不同加载模式下的剪切强度和模量。 失效机制： 讨论剪切载荷下可能出现的层间滑移、纤维拔出、基体脆断等失效模式。 疲劳性能： S-N曲线的构建与解读： 介绍恒幅疲劳、变幅疲劳试验方法，如何绘制S-N曲线，预测材料在循环载荷下的寿命。 疲劳损伤累积： 结合显微观察，分析疲劳过程中产生的微裂纹萌生、扩展以及最终的断裂机制。 疲劳寿命预测模型： 介绍常用的疲劳寿命预测模型及其适用范围。 断裂韧性： 裂纹扩展阻力： 介绍三点弯曲、紧凑拉伸等试样用于测量断裂韧性（KIC），分析材料抵抗裂纹扩展的能力。 能量耗散机制： 讨论复合材料在裂纹尖端的能量耗散机制，如纤维桥接、基体开裂、纤维拔出等。 冲击性能： 落锤冲击、摆锤冲击试验： 介绍Charpy、Izod冲击试验方法，评估材料的抗冲击能力。 冲击吸收能量分析： 分析冲击载荷下材料的变形与断裂过程，以及能量吸收的来源。 第三章：物理与化学性能表征 除了力学性能，复合材料的物理和化学性能对其应用同样至关重要。本章将涵盖导电性、热导率、耐环境老化等方面的表征。 电性能： 导电性与绝缘性： 介绍四探针法、表面电阻仪等用于测量复合材料的导电或绝缘性能。分析导电填料（如碳纳米管、石墨烯）在复合材料中的分散状态及其对电导率的影响。 介电性能： 介绍介电常数、介电损耗角的测量方法，分析复合材料在电场下的响应。 热性能： 热导率与比热容： 介绍激光导热仪、DSC等方法测定材料的热导率和比热容，分析材料的导热性能。 热膨胀系数： 介绍热膨胀仪（Dilatometer）测量材料的热膨胀系数，分析其在温度变化下的尺寸稳定性。 耐环境老化性能： 湿热老化： 介绍在不同湿度和温度下的长期暴露试验，评估材料的吸湿率、性能衰减情况。 紫外线（UV）老化： 介绍UV老化试验箱的应用，模拟户外环境，评估材料的耐候性、颜色变化和力学性能衰减。 化学腐蚀： 介绍在特定化学介质（如酸、碱、溶剂）中的浸泡试验，评估材料的耐化学腐蚀性能。 老化机理分析： 结合微观形貌观察和化学成分分析，解释老化过程中发生的化学反应、结构破坏等机理。 第二卷：结构材料的试验计划与试验矩阵设计 本卷将重点探讨如何科学有效地设计试验，以确保获得准确、可靠的试验数据，并为结构材料的开发和评估提供坚实的基础。 第四章：试验计划的制定原则与方法 明确试验目标： 基础性能研究： 确定新材料的固有性能，如强度、刚度、韧性等。 工艺优化： 研究不同制造工艺参数（如固化温度、压力、时间）对材料性能的影响。 寿命评估： 预测材料在特定工况下的使用寿命。 失效分析： 诊断已发生失效的材料，找出失效原因。 确定试验变量与水平： 主要影响因素： 识别影响材料性能的关键参数，如纤维类型、含量、方向，基体类型，界面处理，制造工艺等。 控制变量与随机变量： 区分哪些是需要精确控制的因素，哪些是可能存在随机性或无法完全控制的因素。 变量水平设定： 根据实际情况和已有知识，为每个变量设定合理的试验水平（例如，纤维含量为30%、40%、50%）。 选择合适的试验方法与设备： 基于试验目标： 根据需要表征的性能，选择相应的国家或国际标准试验方法。 设备可行性与精度： 考虑现有设备的精度、量程是否满足试验要求，以及试验成本。 样本量与重复性： 统计学考虑： 确定所需的样本量，以获得具有统计学意义的结果，并确保试验的可重复性。 重复试验次数： 设定足够的重复试验次数，以评估试验数据的离散程度。 试验顺序与环境控制： 避免交叉影响： 合理安排试验顺序，尽量减少前一个试验对后一个试验的影响。 环境因素控制： 严格控制试验过程中的温度、湿度等环境因素，确保试验条件的稳定性。 数据记录与管理： 详细记录： 建立规范的数据记录表格，包含所有相关的试验参数、原始数据、观测记录等。 数据备份与追溯： 确保数据的安全存储和可追溯性。 第五章：试验矩阵的设计与优化 试验矩阵是系统性试验设计的核心工具，能够高效地安排和执行试验，最大限度地获取信息。 全因子试验（Full Factorial Design）： 原理与应用： 当试验变量较少时，可以考虑对所有变量的所有水平进行组合。 优点： 可以分析所有变量的主效应和所有交互效应。 局限性： 变量或水平过多时，试验次数会呈指数级增长，成本过高。 部分因子试验（Fractional Factorial Design）： 原理与应用： 在全因子试验的基础上，选择一部分代表性的试验组合，以减少试验次数。 混淆（Confounding）： 介绍因子和效应的混淆问题，以及如何选择合适的混淆模式。 别名（Alias）： 理解某些主效应可能与高阶交互效应混淆。 应用场景： 适用于变量较多，且期望主要关注主效应和低阶交互效应的情况。 响应面法（Response Surface Methodology, RSM）： 原理与应用： 用于研究响应变量与输入变量之间的非线性关系，并找到最优的输入参数组合。 中心复合设计（Central Composite Design, CCD）： 介绍CCD的设计原理和常用点。 Box-Behnken设计： 介绍Box-Behnken设计的特点和应用。 优点： 能够以较少的试验次数建立响应函数的模型，并进行优化。 应用场景： 适用于优化工艺参数，寻找最佳材料配方等。 正交试验设计（Orthogonal Array Design）： 原理与应用： 是一种特殊的试验设计方法，能够使各因素的水平在各次试验中均匀分布，简化了数据分析。 L_n(k^m)表示法： 介绍正交表符号的含义。 因子效应的评估： 如何通过正交表计算各因子的主效应。 优点： 试验次数少，设计简单，适用于初步筛选重要影响因素。 局限性： 难以分析高阶交互效应。 试验矩阵的优化与迭代： 基于初步结果的调整： 根据初步试验的结果，对试验矩阵进行调整和优化。 多阶段试验： 将复杂的试验分解为多个阶段，逐步深入研究。 考虑成本与时间： 在保证科学性的前提下，权衡试验成本和时间限制。 第六章：试验数据分析与解读 本章将重点介绍如何对试验数据进行科学的分析，并从中提取有价值的信息，从而支持材料的评估与决策。 统计分析方法： 描述性统计： 计算均值、标准差、方差、变异系数等，对数据进行初步描述。 推断性统计： t检验： 比较两组数据的均值是否存在显著差异。 方差分析（ANOVA）： 分析多个因素对响应变量的影响程度，以及各因素之间的交互作用。 回归分析： 建立数学模型，描述响应变量与输入变量之间的关系。 图表化分析： 散点图： 直观展示变量之间的相关性。 柱状图/条形图： 比较不同组别或条件下的数值。 折线图： 显示数据随时间或某个连续变量的变化趋势。 箱线图： 展示数据的分布、中位数、四分位数及异常值。 主效应图与交互作用图： 用于可视化ANOVA分析的结果，直观理解各因素的影响。 模型诊断与验证： 残差分析： 检查模型的假设条件是否满足。 预测精度评估： 使用独立的数据集或交叉验证来评估模型的预测能力。 不确定性分析与风险评估： 误差传播： 分析输入变量的不确定性如何影响输出结果的不确定性。 敏感性分析： 识别对输出结果影响最大的输入变量。 可靠性分析： 基于试验数据，评估材料在设计寿命内的失效概率。 结果的实际意义与工程应用： 将数据转化为信息： 解释统计分析结果的物理意义和工程含义。 提出设计建议： 基于试验结果，为材料的优化设计、工艺改进提供建议。 风险规避策略： 识别潜在的性能风险，并提出相应的规避措施。 结论 《先进材料表征与应用》系列图书，特别是第一卷《聚合物基复合材料结构表征指南》和第二卷《结构材料的试验计划 试验矩阵》，为读者提供了一套从微观结构到宏观性能，从基础表征到系统性试验设计的全面知识体系。书中强调的科学严谨的试验规划、细致入微的数据分析以及对结果的深刻解读，对于推动聚合物基复合材料在航空航天、汽车、能源、体育用品等领域的广泛应用具有重要的指导意义。通过学习本书，读者将能够更有效地理解、设计、开发和应用先进材料，从而应对日益复杂的工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在材料加工领域工作多年的技术人员，对材料的实际加工性能和可靠性非常关注。《包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵》这本书，恰好填补了我在这方面的知识空白。书中对于聚合物基复合材料的结构表征，尤其是关于宏观和微观形貌的描述，给我留下了深刻的印象。我一直很想了解为什么有些复合材料看起来光滑如镜，有些则带有独特的纹理，这本书对此进行了详细的解释，让我对材料的表面特性有了更直观的理解。在“试验计划”和“试验矩阵”的部分，书中提供了一些关于如何优化加工参数，以获得最佳材料性能的思路。虽然我不是直接做研发，但了解这些信息对于我改进加工工艺，提高产品合格率非常有帮助。例如，书中提到的一些与温度、压力、固化时间相关的试验设计，可以让我更好地理解这些参数对最终材料性能的影响，从而在实际生产中进行更精细的调整。此外，关于材料的力学性能表征，书中提供的很多数据和分析方法，也能够帮助我更好地理解不同材料的特性，从而为选择合适的材料和加工方案提供依据。这本书的内容深入浅出，既有理论深度，又不失实践指导意义，对我日后的工作非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着多年经验的复合材料工程师，日常工作中经常需要进行新材料的开发和性能评估。《包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵》这本书，确实在很多方面给我带来了启发和实用的参考。特别是在“试验计划”和“试验矩阵”这两个章节，我认为是本书的亮点所在。在我看来，一个科学严谨的试验计划是保证研发效率和数据可靠性的基石，而书中对于如何系统地规划试验步骤、确定关键参数、考虑影响因素等方面，提供了非常详尽的指导。我尤其欣赏书中关于“试验矩阵”的设计思路，它能够帮助我们有效地安排和组织各种试验组合，避免遗漏关键变量，从而最大限度地利用资源，缩短研发周期。书中还提到了如何根据不同的材料体系和应用需求，灵活调整试验矩阵的设计，这对于我们应对复杂多变的工程挑战非常有价值。此外，在“结构材料的表征指南”部分，书中对各种表征方法的应用场景、优缺点以及数据解读都进行了深入的探讨，这对于我判断在特定研发阶段最适合采用哪种表征手段，以及如何准确解读实验结果，提供了非常有力的支持。这本书的专业性和实用性，让我感觉它不仅仅是一本参考书，更像是一位经验丰富的导师，能够指导我在复合材料研发的道路上走得更稳、更远。

评分☆☆☆☆☆

作为一个材料科学的初学者，我一直对复合材料的魅力充满好奇，尤其是聚合物基复合材料，它们在航空航天、汽车制造等领域扮演着越来越重要的角色。因此，《包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵》这本书对我来说，简直是雪中送炭。我迫不及待地翻开了第一页，首先映入眼帘的是对复合材料基本概念的清晰阐述，从纤维、基体到界面，每一个组成部分都得到了详尽的介绍，让我对“复合”这个词有了更深刻的理解。接着，书中详细介绍了各种表征手段，例如扫描电子显微镜（SEM）如何揭示微观形貌，X射线衍射（XRD）如何分析晶体结构，以及力学性能测试（如拉伸、弯曲、冲击）如何评估材料的强度和韧性。每个表征方法都配有精美的图例和通俗易懂的文字说明，让我这个门外汉也能迅速掌握其原理和应用。更让我惊喜的是，书中还提供了大量的实际案例，展示了如何运用这些表征技术来分析实际的复合材料样品，并解决遇到的工程问题。这些案例不仅极大地拓宽了我的视野，也让我对理论知识有了更直观的认识，仿佛身临其境地参与到科研项目中。总的来说，这本书为我打下了坚实的理论基础，也激发了我进一步探索复合材料世界的浓厚兴趣。

评分☆☆☆☆☆

对于一名正在攻读复合材料博士学位的学生而言，一本内容丰富、体系完整的参考书是科研过程中不可或缺的伙伴。《包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵》这本书，的确在很多细节上都达到了我期望的标准，甚至超出了我的预期。让我印象最深刻的是，书中对聚合物基复合材料的力学性能表征部分，不仅列举了基本的单轴拉伸、压缩、弯曲等试验，还深入探讨了断裂韧性、疲劳性能、蠕变行为等更高级的表征方法。对于每种试验，书中都详细阐述了其原理、试验步骤、试样制备要求、数据处理方法以及可能存在的误差分析，这些信息对于我们进行严谨的学术研究至关重要。另外，书中关于“试验计划”和“试验矩阵”的章节，提供了很多实用的框架和建议，例如如何进行DOE（Design of Experiments）的设计，如何选择合适的试验因子和水平，以及如何优化试验方案以达到最高的信息获取效率。这些内容对于我的博士论文研究选题、实验设计和数据分析都提供了宝贵的指导。书中还穿插了一些典型案例分析，展示了如何将这些表征方法和试验策略应用于解决实际科研问题，这对我启发很大，让我能够更好地将理论知识与实践相结合。

评分☆☆☆☆☆

我是一名材料相关的爱好者，平日里喜欢阅读一些科普类的书籍来了解最新的科技发展。《包邮 复合材料手册 聚合物基复合材料(第1卷) 结构材料的表征指南 试验计划 试验矩阵》这本书，虽然书名听起来比较专业，但实际上阅读起来并不费力，并且让我对复合材料这个领域有了全新的认识。一开始，我对“复合材料”的概念有些模糊，总觉得是各种材料简单地混合在一起。但阅读了这本书后，我才了解到原来复合材料的奥秘在于纤维和基体之间的协同作用，以及界面设计的重要性。书中对聚合物基复合材料的分类和应用场景的介绍，让我看到了它们在我们日常生活和工业生产中的广泛身影，比如轻便坚固的自行车架、耐用的汽车零部件等等，这些都让我觉得非常神奇。让我感到惊喜的是，即使是像“表征指南”这样的专业内容，书中也运用了很多生动的比喻和图示，让我这个非专业人士也能大致理解各种测试仪器的作用，例如通过显微镜可以看到材料的“微观世界”，通过力学测试可以知道材料的“承受能力”。“试验计划”和“试验矩阵”这些章节，虽然听起来像是专业研究人员才需要的内容，但书中将其描述得像是在制定一个周密的“探索计划”，让我明白了科学研究是如何一步步进行的，非常有条理。总的来说，这本书不仅普及了复合材料的知识，更让我感受到了科学探索的严谨和魅力。