海洋工程材料丛书--海洋工程聚合物基复合材料

肇研，北京航空航天大学，教授 博导，2002 年于北京航空航天大学获得工学博士学位，2002 年至2005 年期间分别在德国和加拿大做访问学者。2005年回北京航空航天大学材料科学与工程学院继续工作。近年来主要从事先进聚合物基复合材料和纳米材料等领域的研究工作，包括复合材料界面、湿热老化性能及电磁性能等方面的研究，纳米材料（如碳纳米管、石墨烯等）的制备方法、分散特性和表面功能化等研究。承担及参加国家“863”、 国防“973”、总装预研、基础科研等十几项课题的研究工作。分别获得国防科学技术进步二等奖两项、教育部科学技术进步三等奖一项。在该领域的国际和国内期刊发表论文百余篇，获批发明专利十二项、实用新型一项。

《海洋工程聚合物基复合材料》是国家出版基金项目“海洋工程材料丛书”的分册之一。
本书以基本概念的引入和基础知识的讲解为切入点，介绍了海洋工程聚合物基复合材料的原材料体系、成型工艺、性能检测、结构设计，并根据国内外现有的应用实例，对其在我国今后海洋工程建设中的发展前景做了展望，书中介绍了多种材料的常用牌号，以及常用制备工艺的工艺流程和设备示意图，能让从事不同研究方向的读者都能有所收获，进而为海洋工程的建设提供帮助。
本书主要面对从事海洋工程建设工作的科学工作者、研究人员及技术工人，能为其提供关于聚合物基复合材料的全面认识；同时能为聚合物基复合材料专业的本科生、研究生、教师及学者提供参考。

第1章绪论
1.1海洋环境1
1.2聚合物基复合材料的定义5
1.3聚合物基复合材料的命名及分类5
1.3.1复合材料的命名5
1.3.2复合材料的分类6
1.4我国海洋工程用复合材料的发展意义与思考6
1.4.1复合材料对海军舰艇的发展意义6
1.4.2复合材料在海工装备中应用的优势8
1.4.3我国海洋工程用复合材料中的应用差距9
1.4.4海洋工程复合材料面临的问题探讨9
参考文献11

第2章海洋工程聚合物基复合材料的材料体系
2.1纤维增强材料及其织物12
2.1.1玻璃纤维及其织物12
2.1.2碳纤维及其织物20
2.1.3芳纶纤维及其织物31
2.1.4超高分子量聚乙烯纤维36
2.1.5碳纳米纤维40
2.2树脂基体材料43
2.2.1概述43
2.2.2不饱和聚酯树脂44
2.2.3乙烯基树脂45
2.2.4环氧树脂47
2.2.5双马来酰亚胺树脂50
2.2.6聚酰亚胺树脂52
2.2.7氰酸酯树脂53
2.2.8聚芳醚类热塑性树脂54
2.2.9杂萘联苯聚芳醚58
2.3夹芯材料60
2.3.1泡沫夹芯60
2.3.2巴萨木61
参考文献61

第3章海洋工程聚合物基复合材料的成型方法
3.1液体模塑成型工艺65
3.1.1液体模塑成型工艺简介65
3.1.2液体模塑成型工艺类型65
3.1.3设备及辅助用具70
3.1.4预成型体72
3.2缠绕成型工艺74
3.2.1缠绕成型工艺简介74
3.2.2纤维缠绕工艺类型75
3.2.3设备及辅助用具81
3.3拉挤成型工艺83
3.3.1拉挤成型工艺简介83
3.3.2拉挤成型工艺类型85
3.3.3设备及辅助用具87
3.4模压成型工艺89
3.4.1模压成型工艺简介89
3.4.2模压成型工艺类型90
3.4.3设备及辅助用具91
3.4.4模压料95
3.5热压罐成型工艺96
3.5.1热压罐成型工艺简介96
3.5.2设备及辅助用具97
3.5.3预浸料99
3.6喷射成型工艺102
3.6.1喷射成型工艺简介102
3.6.2成型设备103
3.7手糊成型工艺104
3.7.1手糊成型工艺简介104
3.7.2设备及辅助用具105
3.8注射成型工艺106
3.8.1注射成型工艺简介106
3.8.2设备和辅助用具107
参考文献108

第4章海洋工程聚合物基复合材料的性能表征
4.1组成材料性能表征111
4.1.1纤维111
4.1.2织物114
4.1.3基体树脂118
4.1.4预浸料121
4.2复合材料基本性能表征122
4.2.1复合材料物理性能表征122
4.2.2复合材料力学性能表征123
4.3复合材料耐海洋环境表征126
4.3.1耐老化性能126
4.3.2应力腐蚀131
4.3.3耐冲刷性能132
4.3.4耐空蚀性能132
4.3.5耐深海环境性能133
4.4复合材料功能性表征134
4.4.1阻尼性能134
4.4.2声学性能136
4.4.3隐身性能138
4.4.4防火性能140
4.5无损检测143
4.5.1超声无损检测147
4.5.2激光错位散斑检测148
4.5.3X射线检测149
4.6质量一致性评价150
参考文献152

第5章海洋工程聚合物基复合材料的结构设计与分析
5.1结构设计特点及要求154
5.1.1设计特点154
5.1.2海洋环境、功能性、动力学、验证等方面的要求156
5.2设计原则与一般流程158
5.2.1结构设计一般原则158
5.2.2结构设计一般流程159
5.3结构设计选材及工艺160
5.3.1海洋工程对材料的一般性要求161
5.3.2材料选材原则162
5.3.3海洋工程用聚合物基复合材料结构对成型工艺的一般性要求164
5.4结构形式的设计选型165
5.4.1层合板加筋结构165
5.4.2层合板夹芯结构166
5.4.3多层结构166
5.5结构强度与刚度的设计分析167
5.5.1复合材料结构设计167
5.5.2复合材料结构刚度设计168
5.5.3复合材料结构强度设计169
5.5.4复合材料结构屈曲设计169
5.5.5许用值的确定及应用170
5.5.6安全系数171
5.6功能性设计171
5.6.1声学设计171
5.6.2动力学设计178
5.6.3隐身设计182
5.7复合材料连接设计188
5.7.1复合材料连接的分类与特点188
5.7.2机械连接设计189
5.7.3胶接连接设计192
5.8环境影响及防护196
5.9复合材料维修设计198
5.9.1复合材料损伤类型及检测198
5.9.2复合材料损伤的维修200
参考文献201

第6章聚合物基复合材料在海洋工程中的应用与展望
6.1复合材料在军用舰艇上的应用203
6.1.1复合材料的优势及典型应用部位203
6.1.2中小型隐身舰艇205
6.1.3反水雷舰艇207
6.1.4护卫舰210
6.1.5导弹驱逐舰211
6.1.6潜艇213
6.2复合材料在民用船舶领域的应用216
6.2.1渔业船舶217
6.2.2公务船219
6.2.3客运渡轮220
6.2.4救生艇221
6.2.5娱乐性船舶223
6.3船舶构件227
6.3.1复合材料船体227
6.3.2船舶上层建筑228
6.3.3复合材料桅杆229
6.3.4推进系统230
6.3.5复合材料在二级结构、机械和装备上的应用231
6.4海洋能源领域用聚合物基复合材料233
6.4.1近海工程233
6.4.2海洋钻井平台及深水油田237
6.4.3复合材料管道设备238
6.4.4系泊系统240
6.4.5浮标系统241
6.4.6发电设备242
6.5深潜设备246
6.5.1深潜设备的发展历史246
6.5.2深潜设备的应用部位248
6.6海洋工程聚合物基复合材料的发展趋势与建议251
6.6.1针对海洋工程聚合物基复合材料发展的技术性建议251
6.6.2针对海洋工程聚合物基复合材料发展的政策性建议252
参考文献253

索引258