碳縴維復閤材料輕量化技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

《碳縴維復閤材料輕量化技術》編委會 著

圖書標籤:

• 碳縴維復閤材料
• 輕量化設計
• 材料科學
• 工程技術
• 汽車輕量化
• 航空航天
• 復閤材料
• 結構優化
• 製造工藝
• 輕量化技術

店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030437693

版次：1

商品编码：10274338120

包装：圆脊精装

开本：16

出版时间：2016-03-31

页数：424

字数：550

本店POD版圖書均在書名下有明顯紅字標注，POD圖書屬於按需定製，您下單購買後我們纔開始印刷，故不可取消訂單。 我們一般會在您下單後的7-10個工作日內完成發貨，請謹慎下單！商品無質量問題不支持退貨，定價和裝幀可能會與原書不同，請以實物為準！詳情請谘詢客服 購買電子版圖書請與客服直接聯係，或者到科學齣版社電子商務平颱直接購買

碳縴維復閤材料輕量化技術
	定價	198.00
	齣版社	科學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2016年03月
	開本	16
	作者	《碳縴維復閤材料輕量化技術》編委會
	裝幀	圓脊精裝
	頁數	424
	字數	550
	ISBN編碼	9787030437693

內容介紹
何天白、崔平主編的《碳縴維復閤材料輕量化技 術(精)》針對碳縴維復閤材料在汽車等領域的輕量化 應用，圍繞碳縴維復閤材料的基礎材料技術、復閤材 料成型製造技術、裝備製造技術、復閤材料輕量化應 用技術和循環利用技術等，介紹瞭復閤材料工程化技 術研發和復閤材料輕量化汽車車身製造技術等方麵的 係統工作。本書將材料科學、材料製造技術、裝備製 造技術和材料應用技術相結閤，嚮讀者呈現瞭一條由 材料到應用、兼顧工藝和裝備、前瞻材料循環再利用 的完整示範技術鏈。
本書可以為碳縴維材料、高分子材料、復閤材料 、裝備製造和汽車製造等眾多領域的讀者提供廣泛的 知識交叉和技術交叉信息，啓發與促進各自專業知識 的學習和技術的研發。


目錄

序言
前言
第1章  聚丙烯腈基碳縴維製備與錶徵
 1.1  概述
 1.2  聚丙烯腈原絲
   1.2.1  聚閤
   1.2.2  紡絲
 1.3  熱處理
   1.3.1  預氧化
   1.3.2  炭化
 1.4  錶麵處理與改性
   1.4.1  陽極氧化處理
   1.4.2  納米碳材料改性
 1.5  錶徵檢測
   1.5.1  PAN分子量及其分布
   1.5.2  預氧化縴維皮芯結構
   1.5.3  碳縴維及原絲孔洞缺陷
 參考文獻
第2章  碳縴維增強樹脂基復閤材料的循環利用
 2.1  概述
 2.2  碳縴維增強熱固性樹脂復閤材料迴收技術
   2.2.1  廢棄CFRP迴收技術難點
   2.2.2  物理迴收
   2.2.3  熱分解
   2.2.4  溶劑分解
   2.2.5  組閤迴收工藝及各種迴收工藝比較
 2.3  迴收碳縴維在樹脂基復閤材料中的再應用
   2.3.1  迴收碳縴維增強熱塑性樹脂基復閤材料製備技術
   2.3.2  迴收碳縴維增強熱固性樹脂基復閤材料製備技術
 2.4  碳縴維復閤材料循環利用商業化過程中麵臨的睏難及挑戰
 參考文獻
第3章  快速液態模塑成型用熱塑性基體材料技術
 3.1  概述
   3.1.1  液態模塑成型基本原理和特點
   3.1.2  液態模塑成型用熱塑性樹脂基體材料特性
 3.2  己內酰胺陰離子原位開環聚閤成型技術
   3.2.1  己內酰胺開環聚閤過程中的流變性能
   3.2.2  聚閤工藝參數對APA6樹脂基體性能的影響
   3.2.3  聚閤工藝參數對APA6樹脂基復閤材料結構和性能的影響
   3.2.4  GF／APA6復閤材料樹脂基體結晶動力學研究
 3.3  環狀對苯二甲酸丁二醇酯原位開環聚閤成型技術
   3.3.1  CBT樹脂開環聚閤過程中的流變性能
   3.3.2  聚閤工藝參數對cBT樹脂基體性能的影響
   3.3.3  聚閤工藝參數對pcBT樹脂基復閤材料結構和性能的影響
   3.3.4  CI訂／e一己內酯共聚酯的非等溫結晶動力學研究
 參考文獻
第4章  縴維變角度牽引鋪縫預成型及應用技術
 4.1  概述
   4.1.1  VAT技術的基本原理
   4.1.2  VAT技術的發展現狀
 4.2  VAT技術製備縴維預成型體
   4.2.1  VAT技術用基材的優選
   4.2.2  縴維軌跡規劃
   4.2.3  開孔／開窗預成型體製備
 4.3  基於VAT技術的復閤材料開孔補強技術
   4.3.1  基於VAT技術的一體化開孔補強技術
   4.3.2  基於VAT技術的螺栓連接補強技術
 4.4  基於VAT技術的熱塑性復閤材料熱壓製備技術
   4.4.1  熱塑性復閤材料層閤闆的製備
   4.4.2  成型工藝參數對復閤材料層閤闆結構和性能的影響
   4.4.3  熱處理對復閤材料層閤闆結構和性能的影響
 4.5  基於VAT技術的復閤材料縫閤技術
   4.5.1  基於VAT技術的縫閤復閤材料層閤闆的製備
   4.5.2  縫閤對復閤材料麵內力學性能的影響
   4.5.3  縫閤對復閤材料低速衝擊響應和損傷的影響
   4.5.4  縫閤對復閤材料層間斷裂韌性的影響
 參考文獻
第5章  快速樹脂傳遞模塑成型技術
 5.1  概述
 5.2  注膠設備
   5.2.1  設備選型因素
   5.2.2  RTM注膠機工作原理及設備
 5.3  基於多點注射的快速RTM模具設計技術
   5.3.1  RTM模具設計前注意事項
   5.3.2  RTM模具設計的一般步驟及要求
   5.3.3  RTM模具設計實例
 5.4  注膠工藝設計與優化
   5.4.1  縴維預成型技術
   5.4.2  環氧樹脂體係的選擇
   5.4.3  樹脂化學流變行為的影響
 5.5  RTM工藝質量與穩定性控製
   5.5.1  RTM工藝常見缺陷的形成及預防
   5.5.2  RTM工藝穩定性控製
   5.5.3  RTM工藝質量控製
 參考文獻
第6章  熱塑性復閤材料熱壓成型技術
 6.1  概述
 6.2  熱壓成型用熱塑性樹脂基體的熱性能和流變特性研究
 6.3  熱塑性預浸片材的製備
   6.3.1  熱塑性預浸片材的熔融浸漬製備工藝
   6.3.2  熱塑性預浸片材熔融浸漬製備的工藝優化
 6.4  熱塑性復閤材料層閤闆的連續化熱壓成型製備
   6.4.1  熱塑性復閤材料的層壓成型技術
   6.4.2  連續化熱壓成型工藝參數優化以及對復閤材料結構性能的影響
 6.5  熱塑性復閤材料結構件的快速衝壓成型
   6.5.1  熱塑性復閤材料製件的快速衝壓成型技術
   6.5.2  熱塑性cF／PPs復閤材料副保險杠的快速衝壓成型
 6.6  熱塑性復閤材料結構件的性能錶徵及評價
   6.6.1  熱塑性CF／PPS復閤材料副保險杠的尺寸精度測量
   6.6.2  熱塑性cF／PPs復閤材料副保險杠的碰撞性能測試
 參考文獻
第7章  復閤材料産品規模化製備
 7.1  概述
 7.2  自動生産綫總體規劃
   7.2.1  規模化生産的工藝規劃
   7.2.2  生産綫的總體設計
 7.3  乾態預浸機的研製
   7.3.1  乾態預浸機的工作原理
   7.3.2  乾態預浸機的設計
 7.4  雙鋼帶壓機的研製
   7.4.1  雙鋼帶壓機的工作原理
   7.4.2  雙鋼帶壓機的設計
 7.5  快速熱壓成型係統的研製
   7.5.1  快速熱壓成型生産綫規劃
   7.5.2  快速熱壓成型的關鍵設備
   7.5.3  自動化生産綫集成化智能控製
 7.6  復閤材料自動熱壓成型生産綫的應用
 參考文獻
第8章  碳縴維復閤材料輕量化應用技術
 8.1  概述
 8.2  碳縴維復閤材料車身輕量化應用技術
   8.2.1  復閤材料汽車車體設計技術
   8.2.2  復閤材料汽車車身製造技術
   8.2.3  復閤材料汽車部件連接裝配技術
   8.2.4  碳縴維復閤材料電動示範車製造實例
 8.3  碳縴維復閤材料無人機輕量化應用技術
   8.3.1  復閤材料無人機機體設計技術
   8.3.2  復閤材料無人機部件製造技術
   8.3.3  復閤材料無人機部件裝配技術
   8.3.4  復閤材料無人機部件性能測試評價技術
 參考文獻

在綫試讀

第1章聚丙烯腈基碳縴維製備與錶徵
1.1概述
碳縴維是一種絲狀的碳素材料,具有輕質？高強度？高彈性模量？耐高溫？耐腐蝕？X射綫穿透性 和生物相容性等特性,廣泛應用於航空？航天？國防？交通？能源？醫療器械以及體育休閑用品等領域[1]？早期的碳縴維可以追溯到1878年英國斯旺和 1879年美國發明傢愛迪生兩人分彆用棉縴維和竹縴維炭化製成電燈泡的燈絲,但真正實用的碳縴維直到20世紀50年代纔登上曆史舞颱[2]？當時正處於美 蘇爭霸的冷戰時期,為瞭解決戰略武器的耐高溫和耐燒蝕的問題,美國Wright�睵atterson空軍基地於1950年研製成功瞭黏膠基碳縴維？此後, 在材料科學領域掀起的碳縴維研究與開發熱潮至今方興未艾？日本大阪工業研究所的進藤昭男在1959年發明瞭用聚丙烯腈(PAN)縴維製造碳縴維的方法,日 本群馬大學大榖杉郎則在1965年發明瞭瀝青基碳縴維,各種碳縴維製備技術相繼湧現？經過幾十年的發展,形成瞭PAN？瀝青和黏膠三大碳縴維原料體係？其 中,PAN基碳縴維因具有生産工藝簡單？生産成本較低和力學性能優良等特點,已成為發展zui快？産量zui高？品種zui多？應用zui廣的一種碳縴維？
碳縴維 具有十分優異的力學性能,是先進復閤材料zui重要的增強體,通過與樹脂？碳？陶瓷？金屬等基體材料復閤後可製得性能優異的碳縴維復閤材料？碳縴維復閤材料以 其輕質？高強度？高模量？耐腐蝕？耐疲勞？可設計性強？結構尺寸穩定性好和可大麵積整體成型等特點,已在航空？航天？國防和民用工業的眾多領域得到廣泛應 用？
碳縴維是火箭？衛星？導彈？戰鬥機和艦船等尖端武器裝備不可或缺的關鍵戰略材料？將碳縴維復閤材料應用在戰略導彈的彈體和發動機殼體上,可大 大減輕重量,提高導彈的射程和突防能力？碳縴維還是使大型民用飛機？汽車？高速列車等現代交通工具實現輕量化的理想材料？新型民用客機如空客A380和波 音787都大量使用碳縴維復閤材料,以減輕機體結構重量,從而大幅降低燃油消耗,減少二氧化碳排放？隨著碳縴維製備與應用技術的不斷進步,碳縴維在交通？ 能源？建築？醫療？電子？機械等工業領域的應用步伐將不斷加快(圖1.1)？
2012年,全球碳縴維需求量約為4.35萬噸,預計到2020年將 達到13萬噸,年均增長率約為15%(圖1.2)？2012年全球碳縴維生産能力約為11.2萬噸,其中日本東麗公司已將産能提高到2.11萬噸/年,保 持著世界*先地位(圖1.3)？碳縴維産能的持續擴張,不僅是為瞭應對航空？國防和體育休閑用品等傳統應用行業需求的增長,更多的是預期碳縴維在汽車？風 能？壓力容器等工業領域的用量將大幅增加？
圖1.1碳縴維需求發展趨勢[3]
圖1.2全球碳縴維年需求量[4]2013？2015和2020年為預測值
圖1.32012年碳縴維主要製造商的生産能力[4]
近 年來隨著能源緊張？環境汙染等問題日益突齣,采用碳縴維復閤材料的輕量化汽車技術越來越受到人們的關注？以碳縴維增強樹脂基復閤材料替代鋼材用於汽車車身 結構,可以使整車重量大幅減輕？燃油經濟性顯著提高,同時還有利於提高汽車駕乘人員的安全性和舒適性？2012年,美國政府立法通過瞭zui新的汽車燃油經濟 性標準:在美銷售的小型汽車和輕型卡車到2017年燃油經濟性需提高到15.1km/L,到2025年需進一步提高到23.2km/L[5]？而提高汽車 燃油經濟性zui有效的辦法之一就是采用碳縴維復閤材料的輕量化車身技術？
為此,全球大型汽車製造商紛紛聯手碳縴維生産企業,共同開發車用碳縴維復閤 材料？德國寶馬汽車公司與大眾汽車公司競相增持大絲束碳縴維供應商德國西格裏(SGL)公司的股份？美國福特汽車公司與陶氏化學聯閤開發車用高性能碳縴維 復閤材料産品？德國戴姆勒公司和日本東麗公司閤資建廠生産碳縴維復閤材料？美國通用公司與日本帝人公司簽署閤作協議,聯閤開發碳縴維復閤材料汽車零部件？ 碳縴維終端用戶與碳縴維生産企業之間的緊密閤作,將有利於加快碳縴維復閤材料輕量化技術在更多工業領域的推廣和應用[6]？2013年,寶馬汽車公司麵嚮 乘用車市場推齣售價3.5萬歐元左右的碳縴維復閤材料電動轎車BMW i3,開啓瞭碳縴維在汽車工業領域大量應用的新時代？
但是,碳縴維高昂的價 格和有限的産量是製約其在汽車工業領域廣泛應用的瓶頸？為此,美國能源部於2009年啓動汽車輕質材料計劃(Automotive Lightweight Materials Program),在橡樹嶺國傢實驗室(ONRL)建立碳縴維技術中心,專門開展低成本碳縴維研究？ONRL開發的低成本碳縴維目標是:碳縴維的拉伸強度 ≥250ksi(1.72GPa),拉伸模量≥25Msi(172GPa),斷裂伸長率≥1%,銷售價格為11~15美元/kg[5]？ONRL主要試圖 從兩方麵降低碳縴維的成本:一是探索采用PAN以外的其他原材料用作低成本碳縴維的原絲,包括木質素以及聚烯烴類高分子材料等;二是改進現有的PAN基碳 縴維工藝技術,以達到降低生産成本的目的,包括采用紡織品級PAN縴維(即腈綸),以及化學改性？等離子預氧化？微波輔助等離子炭化技術等？
盡管 這些技術在實驗室裏都已取得瞭不錯的結果,但要實現工業化生産還有一定的距離？目前,zui看好的是腈綸基低成本碳縴維技術？因為在技術原理和工藝路綫上,腈 綸基碳縴維與高性能PAN基碳縴維是基本一緻的？在現有的腈綸工業基礎上開發大規模？低成本的碳縴維製備技術是一條zui為可行的技術路綫？這也是ONRL對 所有技術方案評估後確定的重點突破方嚮？但是,由於美國本土已不生産紡織用腈綸,ONRL隻能與葡萄牙腈綸製造商Fisipe公司閤作？由Fisipe公 司提供腈綸,ONRL負責化學改性以及後續預氧化和炭化研究？腈綸基碳縴維同樣得到大絲束碳縴維生産商的青睞？SGL公司和Zoltek公司分彆收購瞭 Fisipe公司和墨西哥腈綸製造商Cydsa公司,以擴大其大絲束原絲的生産能力？而日本東麗公司已將Zoltek公司納入麾下,以彌補自身大絲束碳縴 維技術的短闆？東麗公司過去專注於高性能小絲束碳縴維和航空航天等高端應用,而現在開始把目光轉嚮具有規模和成本優勢的大絲束碳縴維與工業應用？
國 內碳縴維研製工作起步較早,但在過去的很長一段時期裏進展緩慢？技術水平與發達國傢相比差距明顯,僅能生産相當於或者次於T300級碳縴維的産品[7]？ 而且,國産碳縴維普遍存在毛絲多？強度低？變異係數大等問題？近幾年來在復閤材料應用需求的牽引下,碳縴維工程化技術進步顯著,産業化取得積極進展？在標 準模量碳縴維方麵,已形成數傢單綫産能達到500~1000噸/年的骨乾企業;在中等模量碳縴維方麵,已建成年産百噸規模生産綫;高模量碳縴維正在進行工 程化技術攻關[6]？目前,國內已基本形成以復閤材料研製生産單位為牽引？科研院所為技術研發主體？多種投資主體的産業化基地構成的國産高性能碳縴維研 發？生産和應用體係[8]？
碳縴維研製是一項多學科交叉？多技術集成的復雜係統工程,需要高度重視集成創新和工程化技術的突破？工程化是實現産業 化的必經之路？國內碳縴維研製工作起步並不晚,但之前一直未能實現工業化生産,其中主要原因之一是國內偏重於基礎理論研究？而對工程化技術開發重視不夠？ 碳縴維的生産過程涉及很多工程技術問題,如原料純化和迴收？大容量聚閤？多工位快速紡絲？大通道氧炭化？廢氣處理以及其他相關公用工程？隻有突破這些工程 化技術,纔能成功實現從實驗室小試樣品製備到工業化放大生産的跨越,從而真正實現國産碳縴維的産業化？
中國科學院寜波材料技術與工程研究所於 2008年組建瞭一支具有較強工程技術背景的碳縴維研究團隊,並自主設計建設瞭具有工程化雛形的碳縴維及原絲研究平颱？經過三年多的努力,實現瞭高強中模 型碳縴維關鍵製備技術的突破,並在此基礎上建設瞭百噸級高性能碳縴維及原絲生産綫？目前正在積極開展工程化技術攻關研究,以期形成完整的碳縴維生産工藝？ 裝備和錶徵檢測技術,為國産高性能碳縴維産業化奠定堅實的技術基礎？
1.2聚丙烯腈原絲
PAN基碳縴維的核心技術之一在於其專用原絲的開發？PAN原絲的質量不僅製約碳縴維性能的提高,還影響其成本控製？一般認為,碳縴維90%的性能和50%的成本歸因於PAN原絲？優質PAN原絲是製備高性能碳縴維的前提和基礎,這已成為碳縴維領域專傢的共識[9]？
PAN 原絲的製備過程主要包括聚閤和紡絲兩大工藝？按照聚閤和紡絲工藝的連續性,可以將PAN原絲的製備方法分為一步法和二步法[10]？前者采用均相溶液聚閤 工藝,流程較短,工序較少,有利於獲得高質量的PAN原絲,主要用來製備高性能PAN基碳縴維？圖1.4為典型的高性能PAN基碳縴維製備工藝流程？圖 1.4高性能PAN基碳縴維製備工藝流程
1.2.1聚閤
PAN均相溶液聚閤一般以二甲基亞碸(DMSO)？二甲基甲酰胺(DMF)？二甲 基乙酰胺(DMAc)？硫氰酸鈉(NaSCN)水溶液或氯化鋅(ZnCl2)水溶液等PAN聚閤物的良溶劑作為反應介質,采用偶氮類引發劑,反應後製得均 勻黏稠的PAN聚閤物溶液,再經脫單和脫泡處理,可直接用於紡絲,即一步法工藝？按照操作方式,PAN均相溶液聚閤工藝又可以分為間歇式和連續式兩種,兩 者各有利弊[1]？其中,間歇溶液聚閤由於其具有較大的靈活性？開車和停車比較簡單？齣現問題容易處理的特點,成為目前PAN原絲生産的主流技術？
圖 1.5為典型的間歇溶液聚閤工藝流程示意圖,主要包括聚閤？脫單和脫泡三大工序,流程較短？但是,與連續溶液聚閤相比,間歇溶液聚閤存在聚閤産物分子量分 布較寬？調控較難的問題？隨著聚閤反應的進行,聚閤産物的分子量分布不斷寬化？同時,聚閤液的黏度也迅速升高,對傳質傳熱提齣瞭很高的要求？欠佳的傳質傳 熱狀態將使分子量分布進一步變寬,並破壞聚閤液的均質性,對PAN原絲及碳縴維的性能和質量産生不利影響？
圖1.5間歇溶液聚閤工藝流程示意圖1�簿酆�;2�餐訓�;3�餐雅�

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆