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内容简介

　　《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。
　　《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》可供材料领域及其相关行业的工程技术人员、研发人员、管理人员，以及高等院校相关专业师生参考使用。

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征
第7章 结构元件表征
第8章 统计方法
参考文献

精彩书摘

　　ASTM C613测试方法测定复合材料预浸料的树脂含量、纤维含量和填料含量。这种测试方法着重于采用热固性树脂为基体的预浸料，这种预浸料的树脂基体可以被有机溶剂萃取出来。所选的萃取溶剂不会溶解纤维和填料，而且用过滤的方法可以把填料与纤维分离。使用不同填料和／或纤维的混合型预浸料则不能用这种方法区分。相对于其他溶剂萃取法测试树脂含量的方法，ASTM C613法测定预浸料树脂含量和纤维含量最准确。当然，该测试法也要求Soxhlet萃取设备和较长的操作时问来确定预浸料的树脂含量。这种方法不适用于预浸料生产商的在线测试，因为时间非常长，数量级以小时计而非分钟。
　　把预浸料试样切得小一点，使试样的暴露面积增加。然后称试样重量，再用Soxhlet萃取法去除树脂基体。将萃取后的剩余物烘干并称重。如果在剩余物中除了增强体外还发现填料，则用过滤方式把两种残留物分离。用测定的初始试样重量，和不同阶段得到的残留物的重量，可按重量百分比计算出预浸料树脂含量、纤维含量和填料含量。
　　ASTM D2584、ASTM I）3171和SACMA SRM 23试验方法B（见文献5.4.1.1.1（b）～（d））是用燃烧树脂法来确定预浸料树脂含量和纤维含量。这种试验方法适用于那些树脂基体可以被烧掉，而燃烧温度对增强体没有影响的预浸料。有些树脂会被烧结，在试样加热后残留在纤维上。这个试验方法不适合用于这些材料。含不同填料和／或纤维的混合预浸料体系无法用这种方法分别。
　　这些方法是对含玻璃纤维，石英或陶瓷纤维以及环氧、酰亚胺、酚醛和聚乙烯树脂的预浸料用得最为广泛的方法。将马弗炉设定到570°C±10°C（1050°F±50°F），就可以用燃烧树脂法轻松测得玻璃纤维／石英／陶瓷纤维增强预浸材料的树脂含量。必须注意将测试温度控制在590°C（1100°F）以下，以防将玻璃原丝熔化，造成树脂含量值偏低的现象。这种试验方法成本比溶剂萃取法低，而且不使用溶剂，但燃烧时可能产生有害的气体和／或烟雾的副产品。用户在采用这种方法前，必须阅读预浸料的材料安全数据单（MSDS）来了解预浸料的降解材料成分。
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