材料工艺学(新形态·材料科学与工程系列教材)

**篇 材 料 概 论 第1章 材料概述……………………………………………………………………………… 3 1.1 材料的定义、分类及应用…………………………………………………………… 3 1.1.1 材料的定义………………………………………………………………… 3 1.1.2 材料的分类………………………………………………………………… 3 1.1.3 材料的应用………………………………………………………………… 4 1.2 材料的发展概况及其地位和作用 ………………………………………………… 5 1.2.1 材料的发展概况…………………………………………………………… 5 1.2.2 材料的地位及作用………………………………………………………… 5 1.3 材料的要素及其相互关系 ………………………………………………………… 6 1.3.1 材料的四要素……………………………………………………………… 6 1.3.2 材料四要素之间的相互关系……………………………………………… 7 1.4 材料的组成和结构 ………………………………………………………………… 8 1.4.1 材料的组成………………………………………………………………… 8 1.4.2 材料的结构 ……………………………………………………………… 12 1.5 材料的合成与加工………………………………………………………………… 18 1.5.1 气相法 …………………………………………………………………… 19 1.5.2 液相法 …………………………………………………………………… 20 1.5.3 固相法 …………………………………………………………………… 22 1.6 材料的性能和使用效能…………………………………………………………… 23 1.6.1 材料的性能 ……………………………………………………………… 23 1.6.2 材料的使用效能 ………………………………………………………… 26 1.7 材料的选择和使用………………………………………………………………… 27 1.7.1 概述 ……………………………………………………………………… 27 1.7.2 材料的选用 ……………………………………………………………… 27 思考题和作业 …………………………………………………………………………… 30 第2章 新材料概述 ………………………………………………………………………… 31 2.1 概述………………………………………………………………………………… 31 2.1.1 新材料的定义和分类 …………………………………………………… 31 2.1.2 新材料在新技术革命和新产业中的作用 ……………………………… 31 Ⅳ 2.2 新能源材料………………………………………………………………………… 32 2.2.1 新能源和新能源材料 …………………………………………………… 32 2.2.2 锂离子和钠离子电池材料 ……………………………………………… 32 2.2.3 Ni/MH 镍氢二次电池材料 …………………………………………… 38 2.2.4 太阳能电池材料 ………………………………………………………… 38 2.2.5 燃料电池材料 …………………………………………………………… 40 2.2.6 储氢材料 ………………………………………………………………… 43 2.2.7 风电材料 ………………………………………………………………… 46 2.2.8 核能材料 ………………………………………………………………… 53 2.3 纳米材料…………………………………………………………………………… 55 2.3.1 纳米材料的定义和分类 ………………………………………………… 55 2.3.2 纳米材料的发展史 ……………………………………………………… 56 2.3.3 纳米材料的性质 ………………………………………………………… 56 2.3.4 纳米材料的结构单元 …………………………………………………… 57 2.3.5 纳米材料的制备 ………………………………………………………… 59 2.3.6 纳米材料的应用 ………………………………………………………… 61 2.4 生物医学材料……………………………………………………………………… 63 2.4.1 生物医学材料的定义和分类 …………………………………………… 63 2.4.2 生物医学材料的发展概况 ……………………………………………… 65 2.4.3 各种生物医学材料 ……………………………………………………… 66 2.5 信息材料…………………………………………………………………………… 71 2.5.1 概述 ……………………………………………………………………… 71 2.5.2 半导体材料 ……………………………………………………………… 71 2.5.3 光电子材料 ……………………………………………………………… 74 2.5.4 电子陶瓷材料 …………………………………………………………… 79 2.6 智能材料…………………………………………………………………………… 80 2.6.1 概述 ……………………………………………………………………… 80 2.6.2 智能材料的分类 ………………………………………………………… 81 2.6.3 智能材料的自诊断技术 ………………………………………………… 82 2.6.4 智能金属材料 …………………………………………………………… 83 2.6.5 无机非金属基智能材料 ………………………………………………… 84 2.6.6 智能高分子材料 ………………………………………………………… 85 2.6.7 基础智能材料 …………………………………………………………… 88 2.6.8 新型智能材料 …………………………………………………………… 89 2.7 超导材料…………………………………………………………………………… 90 2.7.1 概述 ……………………………………………………………………… 90 2.7.2 超导体的特性和临界条件 ……………………………………………… 91 2.7.3 超导的原理 ……………………………………………………………… 93 2.7.4 超导材料的分类 ………………………………………………………… 93 Ⅴ 2.7.5 超导材料的应用 ………………………………………………………… 97 2.8 光学材料…………………………………………………………………………… 98 2.8.1 概述 ……………………………………………………………………… 98 2.8.2 光致发光材料…………………………………………………………… 102 2.8.3 场致发光材料…………………………………………………………… 103 2.8.4 白光发射材料…………………………………………………………… 104 2.8.5 激光材料………………………………………………………………… 104 2.8.6 红外材料………………………………………………………………… 106 2.8.7 光色材料………………………………………………………………… 107 思考题和作业…………………………………………………………………………… 108 第二篇 高分子材料工艺 第3章 高分子材料概论…………………………………………………………………… 111 3.1 高分子材料概述 ………………………………………………………………… 111 3.1.1 高分子材料的定义和分类……………………………………………… 111 3.1.2 高分子材料的发展概况………………………………………………… 111 3.1.3 高分子材料的组成和特点……………………………………………… 112 3.1.4 高分子材料的结构……………………………………………………… 113 3.1.5 高分子材料的合成和加工……………………………………………… 115 3.2 塑料 ……………………………………………………………………………… 116 3.2.1 塑料的定义和分类……………………………………………………… 116 3.2.2 塑料的发展概况………………………………………………………… 118 3.2.3 塑料的组分……………………………………………………………… 119 3.2.4 塑料的性能……………………………………………………………… 121 3.2.5 塑料的加工……………………………………………………………… 127 3.2.6 塑料的选用原则………………………………………………………… 127 3.3 橡胶 ……………………………………………………………………………… 130 3.3.1 橡胶的定义和分类……………………………………………………… 130 3.3.2 橡胶的组成……………………………………………………………… 131 3.3.3 橡胶的结构与性能……………………………………………………… 132 3.3.4 橡胶的加工……………………………………………………………… 134 3.3.5 常用的橡胶……………………………………………………………… 137 3.4 合成纤维 ………………………………………………………………………… 141 3.4.1 纤维的定义和分类……………………………………………………… 141 3.4.2 纤维的主要性能指标…………………………………………………… 143 3.4.3 成纤高聚物的结构与特性……………………………………………… 144 3.4.4 合成纤维的加工………………………………………………………… 144 3.4.5 常用的合成纤维………………………………………………………… 145 Ⅵ 3.5 新型高分子材料 ………………………………………………………………… 149 3.5.1 高性能高分子材料……………………………………………………… 149 3.5.2 高分子功能材料………………………………………………………… 152 3.5.3 生物医用高分子材料…………………………………………………… 154 3.5.4 高分子分离膜…………………………………………………………… 155 3.5.5 高分子压电材料………………………………………………………… 156 思考题和作业…………………………………………………………………………… 157 第4章 塑料工艺…………………………………………………………………………… 159 4.1 塑料生产工艺概述 ……………………………………………………………… 159 4.2 塑料成型原料及配制 …………………………………………………………… 160 4.2.1 塑料成型原料…………………………………………………………… 160 4.2.2 物料的混合……………………………………………………………… 172 4.2.3 配料……………………………………………………………………… 175 4.3 挤出成型 ………………………………………………………………………… 179 4.3.1 概述……………………………………………………………………… 179 4.3.2 挤出成型设备…………………………………………………………… 179 4.3.3 挤出成型原理…………………………………………………………… 183 4.3.4 挤出成型的工艺过程…………………………………………………… 184 4.4 注射成型 ………………………………………………………………………… 188 4.4.1 概述……………………………………………………………………… 188 4.4.2 注射成型设备…………………………………………………………… 188 4.4.3 注射成型的工艺过程…………………………………………………… 191 4.4.4 塑化原理………………………………………………………………… 193 4.4.5 注射成型工艺的影响因素……………………………………………… 194 4.4.6 反应注射成型…………………………………………………………… 198 4.5 模压成型 ………………………………………………………………………… 200 4.5.1 概述……………………………………………………………………… 200 4.5.2 模压成型的工艺过程…………………………………………………… 201 4.5.3 模压成型的工艺特点…………………………………………………… 203 4.5.4 模压成型工艺的影响因素……………………………………………… 203 4.6 压延成型 ………………………………………………………………………… 204 4.6.1 概述……………………………………………………………………… 204 4.6.2 压延成型原理…………………………………………………………… 205 4.6.3 压延成型设备…………………………………………………………… 205 4.6.4 压延成型的工艺过程…………………………………………………… 207 4.6.5 压延成型工艺的影响因素……………………………………………… 208 4.7 滚塑成型 ………………………………………………………………………… 209 4.7.1 概述……………………………………………………………………… 209 Ⅶ 4.7.2 滚塑成型的工艺过程…………………………………………………… 210 4.7.3 滚塑成型工艺的影响因素……………………………………………… 210 4.8 其他的一次成型方法 …………………………………………………………… 211 4.8.1 铸塑成型………………………………………………………………… 211 4.8.2 模压烧结成型…………………………………………………………… 212 4.8.3 传递模塑成型…………………………………………………………… 213 4.8.4 发泡成型………………………………………………………………… 214 4.9 中空吹塑成型 …………………………………………………………………… 216 4.9.1 概述……………………………………………………………………… 216 4.9.2 中空吹塑成型的工艺过程……………………………………………… 216 4.9.3 中空吹塑成型工艺的影响因素………………………………………… 219 4.10 热成型…………………………………………………………………………… 220 4.10.1 概述…………………………………………………………………… 220 4.10.2 热成型的工艺过程…………………………………………………… 220 4.10.3 热成型工艺的影响因素……………………………………………… 222 4.11 拉幅薄膜成型…………………………………………………………………… 224 4.11.1 概述…………………………………………………………………… 224 4.11.2 拉幅薄膜成型的工艺过程…………………………………………… 224 4.11.3 拉幅薄膜成型工艺的影响因素……………………………………… 226 4.12 冷成型…………………………………………………………………………… 227 思考题和作业…………………………………………………………………………… 228 第5章 橡胶工艺…………………………………………………………………………… 230 5.1 橡胶的加工工艺概述 …………………………………………………………… 230 5.2 橡胶原料及配制 ………………………………………………………………… 231 5.2.1 生胶和再生胶…………………………………………………………… 231 5.2.2 配合剂…………………………………………………………………… 232 5.2.3 配方设计………………………………………………………………… 238 5.3 胶料的加工 ……………………………………………………………………… 239 5.3.1 塑炼……………………………………………………………………… 240 5.3.2 混炼……………………………………………………………………… 245 5.4 压延 ……………………………………………………………………………… 249 5.4.1 概述……………………………………………………………………… 250 5.4.2 压延工艺………………………………………………………………… 250 5.4.3 压延工艺的影响因素…………………………………………………… 254 5.4.4 常用橡胶的压延特性…………………………………………………… 255 5.5 挤出 ……………………………………………………………………………… 255 5.5.1 挤出的工艺过程………………………………………………………… 256 5.5.2 挤出工艺的影响因素…………………………………………………… 259 Ⅷ 5.6 橡胶的硫化 ……………………………………………………………………… 260 5.6.1 概述……………………………………………………………………… 260 5.6.2 橡胶的硫化过程………………………………………………………… 262 5.6.3 橡胶硫化程度的测定…………………………………………………… 263 5.6.4 硫化机理………………………………………………………………… 264 5.6.5 硫化工艺………………………………………………………………… 266 思考题和作业…………………………………………………………………………… 269 第6章 合成纤维工艺……………………………………………………………………… 271 6.1 合成纤维的合成与加工工艺概述 ……………………………………………… 271 6.2 纺丝成型 ………………………………………………………………………… 272 6.2.1 熔融纺丝………………………………………………………………… 272 6.2.2 干法纺丝和湿法纺丝…………………………………………………… 274 6.2.3 其他纺丝方法…………………………………………………………… 275 6.3 后加工 …………………………………………………………………………… 277 思考题和作业…………………………………………………………………………… 278 第三篇 无机非金属材料工艺 第7章 无机非金属材料概论……………………………………………………………… 281 7.1 无机非金属材料的定义和分类及特点 ………………………………………… 281 7.1.1 无机非金属材料的定义………………………………………………… 281 7.1.2 无机非金属材料的分类………………………………………………… 281 7.1.3 无机非金属材料的特点………………………………………………… 281 7.2 无机非金属材料的发展概况 …………………………………………………… 282 7.3 无机非金属材料的应用 ………………………………………………………… 282 7.4 玻璃 ……………………………………………………………………………… 284 7.4.1 玻璃的定义和分类……………………………………………………… 284 7.4.2 玻璃的发展概况………………………………………………………… 285 7.4.3 玻璃的特性……………………………………………………………… 285 7.4.4 玻璃的组成……………………………………………………………… 286 7.4.5 玻璃的形成……………………………………………………………… 287 7.4.6 玻璃的结构……………………………………………………………… 290 7.4.7 玻璃的性质……………………………………………………………… 292 7.4.8 玻璃的制备……………………………………………………………… 303 7.4.9 普通玻璃………………………………………………………………… 304 7.5 陶瓷 ……………………………………………………………………………… 306 7.5.1 陶瓷的定义和分类……………………………………………………… 306 7.5.2 陶瓷的发展概况………………………………………………………… 307 Ⅸ 7.5.3 陶瓷的组成……………………………………………………………… 308 7.5.4 陶瓷的显微结构和性能………………………………………………… 308 7.5.5 陶瓷的制备……………………………………………………………… 311 7.5.6 普通陶瓷………………………………………………………………… 313 7.6 水泥 ……………………………………………………………………………… 318 7.6.1 胶凝材料的定义和分类………………………………………………… 318 7.6.2 胶凝材料的发展概况…………………………………………………… 318 7.6.3 水泥的定义和分类……………………………………………………… 319 7.6.4 水泥的发展概况………………………………………………………… 319 7.6.5 水泥的组成和性能……………………………………………………… 320 7.6.6 水泥的制备……………………………………………………………… 322 7.7 新型无机非金属材料 …………………………………………………………… 323 7.7.1 概述……………………………………………………………………… 323 7.7.2 先进陶瓷………………………………………………………………… 324 7.7.3 特种玻璃………………………………………………………………… 334 7.7.4 特种水泥………………………………………………………………… 343 7.7.5 碳结构材料……………………………………………………………… 351 思考题和作业…………………………………………………………………………… 354 第8章 玻璃工艺…………………………………………………………………………… 356 8.1 原料概述 ………………………………………………………………………… 356 8.1.1 原料的选择……………………………………………………………… 356 8.1.2 原料……………………………………………………………………… 356 8.2 原料的加工 ……………………………………………………………………… 361 8.2.1 原料加工工艺流程……………………………………………………… 361 8.2.2 原料的破碎与粉碎……………………………………………………… 362 8.2.3 原料的筛分……………………………………………………………… 362 8.3 配合料的制备 …………………………………………………………………… 362 8.3.1 配合料的称量…………………………………………………………… 363 8.3.2 配合料的混合…………………………………………………………… 363 8.3.3 配合料的质量要求和控制……………………………………………… 363 8.3.4 玻璃组成的设计和配合料计算………………………………………… 365 8.4 玻璃的熔制 ……………………………………………………………………… 366 8.4.1 概述……………………………………………………………………… 366 8.4.2 玻璃的熔制过程………………………………………………………… 366 8.4.3 影响玻璃熔制过程的因素……………………………………………… 370 8.4.4 玻璃熔窑………………………………………………………………… 372 8.4.5 窑用耐火材料…………………………………………………………… 374 8.4.6 熔窑的节能……………………………………………………………… 376 Ⅹ 8.5 玻璃的成型 ……………………………………………………………………… 377 8.5.1 玻璃的主要成型性质…………………………………………………… 377 8.5.2 成型制度的制定………………………………………………………… 378 8.5.3 浮法成型………………………………………………………………… 378 8.5.4 吹制成型………………………………………………………………… 382 8.5.5 拉制成型………………………………………………………………… 383 8.5.6 压延法成型……………………………………………………………… 384 8.6 玻璃的退火 ……………………………………………………………………… 385 8.6.1 玻璃的应力……………………………………………………………… 385 8.6.2 玻璃的退火工艺………………………………………………………… 386 8.7 玻璃的缺陷 ……………………………………………………………………… 388 8.7.1 气泡……………………………………………………………………… 388 8.7.2 条纹和节瘤……………………………………………………………… 389 8.7.3 结石……………………………………………………………………… 390 8.8 玻璃制品的加工 ………………………………………………………………… 391 8.8.1 冷加工…………………………………………………………………… 391 8.8.2 热加工…………………………………………………………………… 392 8.8.3 玻璃的表面处理………………………………………………………… 392 思考题和作业…………………………………………………………………………… 393 第9章 陶瓷工艺…………………………………………………………………………… 395 9.1 原料 ……………………………………………………………………………… 395 9.1.1 黏土类原料……………………………………………………………… 395 9.1.2 石英类原料……………………………………………………………… 399 9.1.3 长石类原料……………………………………………………………… 400 9.1.4 其他原料………………………………………………………………… 401 9.2 配料及计算 ……………………………………………………………………… 402 9.2.1 配料的依据……………………………………………………………… 402 9.2.2 坯料和釉料组成的表示方法…………………………………………… 403 9.2.3 坯料配方计算…………………………………………………………… 405 9.3 坯料及制备 ……………………………………………………………………… 408 9.3.1 陶瓷坯料的种类和质量要求…………………………………………… 408 9.3.2 可塑坯料的制备………………………………………………………… 409 9.3.3 注浆坯料的制备………………………………………………………… 415 9.3.4 压制坯料的制备………………………………………………………… 416 9.4 成型 ……………………………………………………………………………… 418 9.4.1 可塑成型………………………………………………………………… 418 9.4.2 注浆成型………………………………………………………………… 421 9.4.3 压制成型………………………………………………………………… 427 Ⅺ 9.5 釉料制备及施釉 ………………………………………………………………… 433 9.5.1 釉的分类………………………………………………………………… 433 9.5.2 釉层的形成……………………………………………………………… 434 9.5.3 釉层的性质……………………………………………………………… 435 9.5.4 釉料制备和施釉………………………………………………………… 438 9.5.5 陶瓷的装饰……………………………………………………………… 441 9.6 干燥 ……………………………………………………………………………… 443 9.6.1 干燥原理………………………………………………………………… 443 9.6.2 干燥方法………………………………………………………………… 446 9.6.3 干燥缺陷及原因………………………………………………………… 450 9.7 烧成 ……………………………………………………………………………… 451 9.7.1 烧成方式………………………………………………………………… 451 9.7.2 坯体和釉在烧成过程中的变化………………………………………… 453 9.7.3 烧成窑…………………………………………………………………… 457 9.7.4 烧成制度………………………………………………………………… 461 9.7.5 烧成缺陷及产生原因…………………………………………………… 465 思考题和作业…………………………………………………………………………… 469 第10章 水泥工艺 ………………………………………………………………………… 470 10.1 硅酸盐水泥的生产 …………………………………………………………… 470 10.1.1 通用硅酸盐水泥的国家标准 ……………………………………… 470 10.1.2 硅酸盐水泥的生产方法和生产过程 ……………………………… 475 10.2 硅酸盐水泥熟料的组成 ……………………………………………………… 477 10.2.1 硅酸盐水泥熟料的化学组成 ……………………………………… 477 10.2.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 ……………………………………… 477 10.2.3 熟料的率值 ………………………………………………………… 480 10.2.4 熟料矿物组成的计算 ……………………………………………… 482 10.2.5 熟料矿物组成的选择 ……………………………………………… 483 10.3 硅酸盐水泥的原料和配料计算 ……………………………………………… 485 10.3.1 硅酸盐水泥的原料 ………………………………………………… 485 10.3.2 硅酸盐水泥的配料计算 …………………………………………… 487 10.4 物料的破碎和均化 …………………………………………………………… 488 10.4.1 物料的破碎 ………………………………………………………… 488 10.4.2 物料的均化技术 …………………………………………………… 489 10.5 粉磨工艺 ……………………………………………………………………… 493 10.5.1 粉磨的目的和要求 ………………………………………………… 493 10.5.2 粉磨流程 …………………………………………………………… 494 10.5.3 影响磨机产量和质量及能耗的主要因素 ………………………… 496 10.6 硅酸盐水泥熟料的煅烧 ……………………………………………………… 499 Ⅻ 10.6.1 硅酸盐水泥熟料的形成 …………………………………………… 500 10.6.2 矿化剂和微量元素对熟料煅烧和质量的影响 …………………… 506 10.6.3 水泥熟料煅烧的设备 ……………………………………………… 508 10.6.4 悬浮预热器 ………………………………………………………… 509 10.6.5 分解炉 ……………………………………………………………… 514 10.6.6 回转窑 ……………………………………………………………… 515 10.6.7 熟料冷却机 ………………………………………………………… 516 10.7 硅酸盐水泥的制成 …………………………………………………………… 517 10.7.1 粉磨工艺 …………………………………………………………… 518 10.7.2 影响水泥粉磨产量和质量的因素 ………………………………… 518 10.7.3 水泥储存与均化 …………………………………………………… 519 10.7.4 水泥包装和散装 …………………………………………………… 520 10.8 硅酸盐水泥的水化和硬化 …………………………………………………… 520 10.8.1 熟料矿物的水化 …………………………………………………… 520 10.8.2 硅酸盐水泥的水化 ………………………………………………… 524 10.8.3 硬化水泥浆体的结构 ……………………………………………… 529 10.8.4 掺混合材的水泥的水化和硬化 …………………………………… 530 10.9 硅酸盐水泥的化学侵蚀 ……………………………………………………… 534 10.9.1 淡水的侵蚀 ………………………………………………………… 534 10.9.2 酸和酸性水的侵蚀 ………………………………………………… 534 10.9.3 硫酸盐的侵蚀 ……………………………………………………… 535 10.9.4 含碱溶液的侵蚀 …………………………………………………… 536 10.9.5 提高水泥抗蚀性的措施 …………………………………………… 536 思考题和作业 ………………………………………………………………………… 537 第四篇 金属材料工艺 第11章 金属材料概论 …………………………………………………………………… 541 11.1 金属材料概述 ………………………………………………………………… 541 11.1.1 金属材料的定义和分类 …………………………………………… 541 11.1.2 金属材料的发展概况 ……………………………………………… 542 11.1.3 金属材料的性能 …………………………………………………… 542 11.1.4 金属材料的结构与组织 …………………………………………… 548 11.1.5 金属材料的生产工艺 ……………………………………………… 551 11.1.6 金属材料的成型与加工 …………………………………………… 554 11.2 钢和铸铁 ……………………………………………………………………… 561 11.2.1 钢 …………………………………………………………………… 561 11.2.2 铸铁 ………………………………………………………………… 586 11.3 有色金属及合金 ……………………………………………………………… 597 ?? 11.3.1 铝及铝合金 ………………………………………………………… 597 11.3.2 铜及铜合金 ………………………………………………………… 599 11.3.3 镁及镁合金 ………………………………………………………… 600 11.3.4 钛及钛合金 ………………………………………………………… 601 11.3.5 轴承合金 …………………………………………………………… 601 11.4 新型金属材料 ………………………………………………………………… 603 11.4.1 形状记忆合金 ……………………………………………………… 604 11.4.2 非晶态金属 ………………………………………………………… 610 11.4.3 储氢合金 …………………………………………………………… 616 11.4.4 超塑性合金 ………………………………………………………… 617 思考题和作业 ………………………………………………………………………… 619 第12章 金属工艺 ………………………………………………………………………… 621 12.1 铸造 …………………………………………………………………………… 621 12.1.1 铸造成型基础 ……………………………………………………… 621 12.1.2 砂型铸造 …………………………………………………………… 625 12.1.3 砂型铸造方法 ……………………………………………………… 628 12.1.4 铸件结构的工艺性 ………………………………………………… 630 12.1.5 特种铸造和铸造技术的发展 ……………………………………… 630 12.2 锻压 …………………………………………………………………………… 633 12.2.1 概述 ………………………………………………………………… 633 12.2.2 塑性变形对金属组织及性能的影响 ……………………………… 635 12.2.3 金属的锻造性能 …………………………………………………… 635 12.2.4 锻造 ………………………………………………………………… 636 12.2.5 板料冲压 …………………………………………………………… 639 12.2.6 挤压、轧制、拉拔 …………………………………………………… 640 12.2.7 特种塑性加工方法 ………………………………………………… 642 12.2.8 塑性加工零件的结构工艺性 ……………………………………… 644 12.2.9 塑性加工技术新进展 ……………………………………………… 645 12.3 切削 …………………………………………………………………………… 646 12.3.1 车削加工 …………………………………………………………… 646 12.3.2 铣削加工 …………………………………………………………… 652 12.3.3 刨削加工 …………………………………………………………… 654 12.3.4 拉削加工和镗削加工 ……………………………………………… 655 12.4 特种加工 ……………………………………………………………………… 655 12.4.1 电火花加工 ………………………………………………………… 656 12.4.2 电解加工 …………………………………………………………… 657 12.4.3 超声加工 …………………………………………………………… 658 12.4.4 高能束加工 ………………………………………………………… 659 ?? 12.5 焊接 …………………………………………………………………………… 660 12.5.1 焊接基础 …………………………………………………………… 660 12.5.2 常用焊接方法 ……………………………………………………… 665 12.5.3 焊接件结构工艺性 ………………………………………………… 674 12.5.4 焊接质量检测 ……………………………………………………… 675 12.5.5 焊接技术新进展 …………………………………………………… 678 12.6 钢的热处理 …………………………………………………………………… 679 12.6.1 概述 ………………………………………………………………… 679 12.6.2 退火与正火 ………………………………………………………… 680 12.6.3 淬火 ………………………………………………………………… 684 12.6.4 回火 ………………………………………………………………… 691 12.6.5 表面热处理 ………………………………………………………… 694 12.6.6 化学热处理 ………………………………………………………… 695 12.6.7 热处理新技术 ……………………………………………………… 698 思考题和作业 ………………………………………………………………………… 700 第五篇 复合材料工艺 第13章 复合材料概论 …………………………………………………………………… 705 13.1 复合材料的定义和命名及分类 ……………………………………………… 705 13.1.1 复合材料的定义 …………………………………………………… 705 13.1.2 复合材料的命名 …………………………………………………… 705 13.1.3 复合材料的分类 …………………………………………………… 706 13.2 复合材料的发展概况 ………………………………………………………… 707 13.3 复合材料的性能和加工及应用 ……………………………………………… 707 13.3.1 复合材料的性能 …………………………………………………… 707 13.3.2 复合材料的加工 …………………………………………………… 709 13.3.3 复合材料的应用 …………………………………………………… 710 13.4 复合材料的基体和增强体 …………………………………………………… 710 13.4.1 基体材料 …………………………………………………………… 710 13.4.2 增强体 ……………………………………………………………… 713 13.5 复合材料的增强机制和复合原则 …………………………………………… 724 13.5.1 复合材料的增强机制 ……………………………………………… 724 13.5.2 复合材料的复合原则 ……………………………………………… 725 13.6 复合材料界面 ………………………………………………………………… 726 13.6.1 概述 ………………………………………………………………… 726 13.6.2 聚合物基复合材料界面 …………………………………………… 726 13.6.3 金属基复合材料界面 ……………………………………………… 730 13.7 聚合物基复合材料 …………………………………………………………… 734 ?? 13.7.1 聚合物基复合材料的种类和性能 ………………………………… 734 13.7.2 常用聚合物基复合材料的性能及应用 …………………………… 735 13.8 金属基复合材料 ……………………………………………………………… 738 13.8.1 金属陶瓷 …………………………………………………………… 739 13.8.2 纤维增强金属基复合材料 ………………………………………… 740 13.8.3 颗粒和晶须增强金属基复合材料 ………………………………… 742 13.9 陶瓷基复合材料 ……………………………………………………………… 743 13.9.1 常用的陶瓷基复合材料 …………………………………………… 743 13.9.2 增韧陶瓷基复合材料的性能 ……………………………………… 745 13.9.3 陶瓷基复合材料的应用 …………………………………………… 746 13.10 水泥基复合材料……………………………………………………………… 746 13.10.1 水泥基复合材料的定义和种类…………………………………… 746 13.10.2 混凝土……………………………………………………………… 747 13.10.3 纤维增强水泥基复合材料………………………………………… 747 13.10.4 聚合物混凝土复合材料…………………………………………… 749 13.10.5 水泥基复合材料的应用…………………………………………… 751 13.11 纳米复合材料………………………………………………………………… 753 13.11.1 纳米复合材料的定义和分类及特点……………………………… 753 13.11.2 纳米复合材料的制备技术………………………………………… 754 13.11.3 各种纳米复合材料………………………………………………… 755 13.12 碳/碳复合材料 ……………………………………………………………… 759 思考题和作业 ………………………………………………………………………… 760 第14章 复合材料工艺 …………………………………………………………………… 761 14.1 聚合物基复合材料加工工艺 ………………………………………………… 761 14.1.1 热固性树脂基复合材料加工工艺 ………………………………… 761 14.1.2 热塑性树脂基复合材料加工工艺 ………………………………… 763 14.2 金属基复合材料制备工艺 …………………………………………………… 763 14.2.1 固态法制备工艺 …………………………………………………… 764 14.2.2 液态法制备工艺 …………………………………………………… 765 14.2.3 喷涂沉积法制备工艺 ……………………………………………… 766 14.2.4 原位复合法制备工艺 ……………………………………………… 767 14.3 陶瓷基复合材料制备工艺 …………………………………………………… 767 14.4 水泥基复合材料制备工艺 …………………………………………………… 768 14.4.1 纤维增强水泥基复合材料的制备工艺 …………………………… 768 14.4.2 聚合物混凝土复合材料的制备工艺 ……………………………… 776 思考题和作业 ………………………………………………………………………… 779 参考文献……………………………………………………………………………………… 780