海洋工程材料叢書--海洋工程聚閤物基復閤材料 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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肇研，蔡斌 編

圖書標籤:

• 海洋工程
• 復閤材料
• 聚閤物
• 材料科學
• 工程材料
• 海洋材料
• 復閤材料力學
• 耐久性
• 腐蝕
• 結構工程

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122270009

版次：1

商品編碼：11995445

包裝：精裝

叢書名： 海洋工程材料叢書

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：262

字數：390000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書主要麵對從事海洋工程建設工作的科學工作者、研究人員及技術工人，能為其提供關於聚閤物基復閤材料的全麵認識；同時能為聚閤物基復閤材料專業的本科生、研究生、教師及學者提供參考。
國傢齣版基金項目、“十三五”國傢重點圖書，是在中國工程院“中國海洋工程關鍵材料發展戰略研究”重大谘詢項目的支持完成的。要麵對從事海洋工程建設工作的科學工作者、研究人員及技術工人，能為其提供關於聚閤物基復閤材料的全麵認識，為海洋工程建設事業提供幫助。

內容簡介

《海洋工程聚閤物基復閤材料》是國傢齣版基金項目“海洋工程材料叢書”的分冊之一。
本書以基本概念的引入和基礎知識的講解為切入點，介紹瞭海洋工程聚閤物基復閤材料的原材料體係、成型工藝、性能檢測、結構設計，並根據國內外現有的應用實例，對其在我國今後海洋工程建設中的發展前景做瞭展望，書中介紹瞭多種材料的常用牌號，以及常用製備工藝的工藝流程和設備示意圖，能讓從事不同研究方嚮的讀者都能有所收獲，進而為海洋工程的建設提供幫助。
本書主要麵對從事海洋工程建設工作的科學工作者、研究人員及技術工人，能為其提供關於聚閤物基復閤材料的全麵認識；同時能為聚閤物基復閤材料專業的本科生、研究生、教師及學者提供參考。

作者簡介

肇研，北京航空航天大學，教授 博導，2002 年於北京航空航天大學獲得工學博士學位，2002 年至2005 年期間分彆在德國和加拿大做訪問學者。2005年迴北京航空航天大學材料科學與工程學院繼續工作。近年來主要從事先進聚閤物基復閤材料和納米材料等領域的研究工作，包括復閤材料界麵、濕熱老化性能及電磁性能等方麵的研究，納米材料（如碳納米管、石墨烯等）的製備方法、分散特性和錶麵功能化等研究。承擔及參加國傢“863”、 國防“973”、總裝預研、基礎科研等十幾項課題的研究工作。分彆獲得國防科學技術進步二等奬兩項、教育部科學技術進步三等奬一項。在該領域的國際和國內期刊發錶論文百餘篇，獲批發明專利十二項、實用新型一項。

目錄

第1章緒論
1.1海洋環境1
1.2聚閤物基復閤材料的定義5
1.3聚閤物基復閤材料的命名及分類5
1.3.1復閤材料的命名5
1.3.2復閤材料的分類6
1.4我國海洋工程用復閤材料的發展意義與思考6
1.4.1復閤材料對海軍艦艇的發展意義6
1.4.2復閤材料在海工裝備中應用的優勢8
1.4.3我國海洋工程用復閤材料中的應用差距9
1.4.4海洋工程復閤材料麵臨的問題探討9
參考文獻11

第2章海洋工程聚閤物基復閤材料的材料體係
2.1縴維增強材料及其織物12
2.1.1玻璃縴維及其織物12
2.1.2碳縴維及其織物20
2.1.3芳綸縴維及其織物31
2.1.4超高分子量聚乙烯縴維36
2.1.5碳納米縴維40
2.2樹脂基體材料43
2.2.1概述43
2.2.2不飽和聚酯樹脂44
2.2.3乙烯基樹脂45
2.2.4環氧樹脂47
2.2.5雙馬來酰亞胺樹脂50
2.2.6聚酰亞胺樹脂52
2.2.7氰酸酯樹脂53
2.2.8聚芳醚類熱塑性樹脂54
2.2.9雜萘聯苯聚芳醚58
2.3夾芯材料60
2.3.1泡沫夾芯60
2.3.2巴薩木61
參考文獻61

第3章海洋工程聚閤物基復閤材料的成型方法
3.1液體模塑成型工藝65
3.1.1液體模塑成型工藝簡介65
3.1.2液體模塑成型工藝類型65
3.1.3設備及輔助用具70
3.1.4預成型體72
3.2纏繞成型工藝74
3.2.1纏繞成型工藝簡介74
3.2.2縴維纏繞工藝類型75
3.2.3設備及輔助用具81
3.3拉擠成型工藝83
3.3.1拉擠成型工藝簡介83
3.3.2拉擠成型工藝類型85
3.3.3設備及輔助用具87
3.4模壓成型工藝89
3.4.1模壓成型工藝簡介89
3.4.2模壓成型工藝類型90
3.4.3設備及輔助用具91
3.4.4模壓料95
3.5熱壓罐成型工藝96
3.5.1熱壓罐成型工藝簡介96
3.5.2設備及輔助用具97
3.5.3預浸料99
3.6噴射成型工藝102
3.6.1噴射成型工藝簡介102
3.6.2成型設備103
3.7手糊成型工藝104
3.7.1手糊成型工藝簡介104
3.7.2設備及輔助用具105
3.8注射成型工藝106
3.8.1注射成型工藝簡介106
3.8.2設備和輔助用具107
參考文獻108

第4章海洋工程聚閤物基復閤材料的性能錶徵
4.1組成材料性能錶徵111
4.1.1縴維111
4.1.2織物114
4.1.3基體樹脂118
4.1.4預浸料121
4.2復閤材料基本性能錶徵122
4.2.1復閤材料物理性能錶徵122
4.2.2復閤材料力學性能錶徵123
4.3復閤材料耐海洋環境錶徵126
4.3.1耐老化性能126
4.3.2應力腐蝕131
4.3.3耐衝刷性能132
4.3.4耐空蝕性能132
4.3.5耐深海環境性能133
4.4復閤材料功能性錶徵134
4.4.1阻尼性能134
4.4.2聲學性能136
4.4.3隱身性能138
4.4.4防火性能140
4.5無損檢測143
4.5.1超聲無損檢測147
4.5.2激光錯位散斑檢測148
4.5.3X射綫檢測149
4.6質量一緻性評價150
參考文獻152

第5章海洋工程聚閤物基復閤材料的結構設計與分析
5.1結構設計特點及要求154
5.1.1設計特點154
5.1.2海洋環境、功能性、動力學、驗證等方麵的要求156
5.2設計原則與一般流程158
5.2.1結構設計一般原則158
5.2.2結構設計一般流程159
5.3結構設計選材及工藝160
5.3.1海洋工程對材料的一般性要求161
5.3.2材料選材原則162
5.3.3海洋工程用聚閤物基復閤材料結構對成型工藝的一般性要求164
5.4結構形式的設計選型165
5.4.1層閤闆加筋結構165
5.4.2層閤闆夾芯結構166
5.4.3多層結構166
5.5結構強度與剛度的設計分析167
5.5.1復閤材料結構設計167
5.5.2復閤材料結構剛度設計168
5.5.3復閤材料結構強度設計169
5.5.4復閤材料結構屈麯設計169
5.5.5許用值的確定及應用170
5.5.6安全係數171
5.6功能性設計171
5.6.1聲學設計171
5.6.2動力學設計178
5.6.3隱身設計182
5.7復閤材料連接設計188
5.7.1復閤材料連接的分類與特點188
5.7.2機械連接設計189
5.7.3膠接連接設計192
5.8環境影響及防護196
5.9復閤材料維修設計198
5.9.1復閤材料損傷類型及檢測198
5.9.2復閤材料損傷的維修200
參考文獻201

第6章聚閤物基復閤材料在海洋工程中的應用與展望
6.1復閤材料在軍用艦艇上的應用203
6.1.1復閤材料的優勢及典型應用部位203
6.1.2中小型隱身艦艇205
6.1.3反水雷艦艇207
6.1.4護衛艦210
6.1.5導彈驅逐艦211
6.1.6潛艇213
6.2復閤材料在民用船舶領域的應用216
6.2.1漁業船舶217
6.2.2公務船219
6.2.3客運渡輪220
6.2.4救生艇221
6.2.5娛樂性船舶223
6.3船舶構件227
6.3.1復閤材料船體227
6.3.2船舶上層建築228
6.3.3復閤材料桅杆229
6.3.4推進係統230
6.3.5復閤材料在二級結構、機械和裝備上的應用231
6.4海洋能源領域用聚閤物基復閤材料233
6.4.1近海工程233
6.4.2海洋鑽井平颱及深水油田237
6.4.3復閤材料管道設備238
6.4.4係泊係統240
6.4.5浮標係統241
6.4.6發電設備242
6.5深潛設備246
6.5.1深潛設備的發展曆史246
6.5.2深潛設備的應用部位248
6.6海洋工程聚閤物基復閤材料的發展趨勢與建議251
6.6.1針對海洋工程聚閤物基復閤材料發展的技術性建議251
6.6.2針對海洋工程聚閤物基復閤材料發展的政策性建議252
參考文獻253

索引258

前言/序言

復閤材料是由兩種或兩種以上材料獨立物理相通過復閤工藝組閤而成的新型材料，聚閤物基復閤材料則是指以聚閤物作為基體材料的復閤材料。各種材料在性能上取長補短，産生協同效應，使復閤材料的綜閤性能可以滿足各種不同的需求。作為新型結構功能材料，聚閤物基復閤材料具有可設計性強、比強度和比模量高、疲勞性能好、耐化學腐蝕等優點，在海洋濕熱、高鹽霧的環境條件下也能夠保持良好性能。
鑒於以上諸多優點，聚閤物基復閤材料在船舶及海洋工程中具有獨特的優勢，在軍艦、潛水器、海底油田、管道係統、係泊係統、浮島建設、潮汐發電等領域，國外已經有瞭較為廣泛的應用。例如在漁船領域，美國目前近海捕撈船的船體結構幾乎全部為玻璃縴維增強聚閤物基復閤材料製造，日本的玻璃鋼漁船比例在2010年就達到瞭96��3%；在軍船領域，采用聚閤物基復閤材料製造的上層建築能夠實現隱身、減重、降噪等功能。
我國海洋工程裝備用聚閤物基復閤材料經曆瞭從無到有、從小到大的發展過程，但從使用的“質”和“量”來看，相對發達國傢都還有著一定的差距。因此本書以聚閤物基復閤材料的材料體係、成型工藝、性能檢測、結構設計及其在海洋工程領域的發展應用為主要內容，介紹瞭聚閤物基復閤材料從原材料到成型再到設計使用的基本知識，並對今後我國海洋工程用聚閤物基復閤材料的發展方嚮做齣瞭展望。
本書共分6章，其中第1、2、3、6章由北京航空航天大學肇研教授組織編寫，第4、5章由中國船舶重工集團公司725研究所蔡斌研究員組織編寫。此外，北京航空材料研究院的包建文研究員、大連理工大學的蹇锡高院士、青島海洋化工研究院的陳先工程師等也為此書的編寫完成提供瞭很大的幫助和指導。
本書以基礎概念的介紹和講解為切入點，展示瞭當前國內外使用多的海洋工程聚閤物基復閤材料種類及其設計、製備、應用、檢測等各方麵知識，同時介紹瞭主要材料的産品牌號，各項成型工藝的設備類型，各項性能的檢測標準，以及一係列應用實例。編者期望本書能夠讓從事海洋工程建設工作的科學工作者及研究人員對於聚閤物基復閤材料有全麵認識，能為今後海洋工程事業的建設提供幫助；同時也希望能為聚閤物基復閤材料專業的本科生、研究生、教師及學者提供一些有用的參考。
由於本書涉及的領域較廣，其中關聯到不少復雜的科學問題，加之編者學識水平與能力所限，必然會存在一些不當之處，懇切希望廣大讀者批評指正。

編者
2016年3月

海洋工程材料叢書（其他分冊）係列簡介 本叢書旨在係統梳理和深入探討海洋工程領域中關鍵材料的性能、應用、服役環境下的行為以及前沿研究進展。作為海洋工程材料領域的重要參考係列，《海洋工程材料叢書》涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的各個層麵，為科研人員、工程師及相關決策者提供全麵、深入的技術支持。 注：以下內容描述的為本叢書係列中，除《海洋工程聚閤物基復閤材料》之外的其他分冊所涵蓋的主題和內容，旨在展現該係列在材料工程領域的廣闊覆蓋麵。 --- 第一分冊：海洋結構鋼與鋼結構的腐蝕防護 本分冊聚焦於海洋工程中最基礎和應用最廣泛的金屬材料——海洋結構鋼。內容詳盡闡述瞭各類高性能海洋鋼材（如高強度鋼、耐候鋼、低溫鋼）的冶金特性、焊接工藝對力學性能的影響以及服役環境下的蠕變和疲勞行為。 重點章節深入剖析瞭海洋環境中，特彆是氯離子侵蝕、微生物影響下鋼材的電化學腐蝕機理。詳細介紹瞭傳統的防腐蝕技術，包括陰極保護（犧牲陽極法和外加電流法）、塗層技術（環氧樹脂、聚氨酯、富鋅塗層）的最新發展與失效模式分析。此外，還探討瞭新型復閤防護係統（如阻擋層-緩蝕劑協同作用）在深海和極地環境中的應用潛力與壽命評估方法。本冊對於保障大型海上平颱、船舶、海底管道等關鍵基礎設施的結構完整性具有不可替代的指導意義。 第二分冊：深海與水下環境下的先進金屬材料與連接技術 隨著勘探開發嚮更深、更極端水域的拓展，對材料的耐壓性、抗氫脆性及耐海水腐蝕性能提齣瞭更高要求。本冊專門針對深海環境下的特種金屬材料展開研究。 內容涵蓋瞭鈦閤金、鎳基高溫閤金（如哈氏閤金、因科鎳閤金）在深海高靜水壓力、低溫環境中的性能錶現。著重分析瞭這些貴金屬材料在復雜應力狀態下的斷裂韌性與疲勞壽命預測模型。在連接技術方麵，本冊詳細討論瞭深水濕焊、真空焊接等先進連接技術在保證接頭性能方麵的挑戰與解決方案，特彆是激光焊接和摩擦攪拌焊等非傳統連接方法的應用前景。此外，還包含瞭對海底電纜和管綫的柔性連接器材料的選型與可靠性分析。 第三分冊：海洋混凝土與水下灌漿材料 海洋混凝土是水下基礎結構（如重力式平颱、碼頭、防波堤）的主要結構材料。本分冊深入研究瞭為應對海洋嚴苛環境而開發的特種海洋混凝土。 材料部分側重於高性能礦物摻閤料（如粉煤灰、矽灰、偏高爐礦渣）對混凝土緻密性、抗氯離子滲透性和抗凍融循環性能的提升作用。詳細闡述瞭鋼筋在海洋混凝土中的銹蝕機理，以及如何通過錶麵處理、鋼筋保護層優化、甚至使用非金屬增強筋（如GFRP、CFRP筋）來實現超長服役壽命的設計。在水下灌漿技術方麵，本冊係統介紹瞭新型無收縮灌漿料、超細水泥漿體以及用於封堵裂縫與修復結構的化學灌漿材料的性能指標、配製方法與施工規範，確保水下結構物的修復與加固的有效性。 第四分冊：海洋生物汙損與界麵材料的控製策略 海洋生物汙損（Biofouling）是影響船舶航行效率、海洋設備正常運行及管道傳熱效率的重要因素，直接導緻巨大的經濟損失。本冊專門針對海洋界麵的生物附著問題及相應的材料解決方案進行闡述。 本冊首先梳理瞭不同海洋生物（藻類、藤壺、貽貝）在不同水域（熱帶、溫帶、極地）的附著動力學和生物膜的形成機製。隨後，詳細對比分析瞭各類防汙塗層技術：從早期的有毒型防汙漆（TBT等）到當前主流的非有毒性塗層，如銅基氧化物塗層、有機矽自拋光塗層（Foul Release Coatings）。特彆關注瞭新型的仿生和超低錶麵能塗層技術，例如模仿鯊魚皮紋理的錶麵結構控製策略，及其在降低附著力、實現自清潔方麵的潛力。此外，也討論瞭海洋工程設備錶麵處理技術，如等離子體處理對界麵能的調控。 第五分冊：海洋可再生能源係統中的功能材料與結構完整性 隨著對海洋可再生能源（風能、波浪能、溫差能）開發的重視，對材料提齣瞭更高的動態載荷承受能力、抗疲勞性和耐海水侵蝕性的要求。本冊聚焦於這些新興領域所需的功能材料。 內容涵蓋瞭海上風電機組塔筒、葉片（非聚閤物部分）、漂浮式基礎結構所用的高強度鋼、耐腐蝕閤金以及特種纜繩材料。詳細分析瞭動態交變載荷（如波浪衝擊、風緻振動）對材料疲勞壽命的影響，特彆是濕/乾循環條件下的疲勞加速機製。針對波浪能轉換裝置，本冊探討瞭用於密封件、緩衝係統和能量轉換機構的特種彈性體材料、高阻尼材料的性能要求、老化機理及壽命預測。此外，還涉及海洋溫差能轉換係統中換熱器所用材料的抗微生物腐蝕與結垢性能。 第六分冊：水下機器人（ROV/AUV）與傳感器的結構與功能材料 水下機器人技術是深海探測和維護的關鍵。本冊專注於支撐水下機器人及其傳感器陣列正常運行的特種材料。 本冊詳細介紹瞭用於耐高壓耐腐蝕外殼的特種鋁閤金、鈦閤金以及先進陶瓷材料的選型和加工工藝。重點關注瞭在水下高壓環境下保持穩定電學性能的電纜絕緣材料、連接器的密封材料以及抗水化腐蝕的聲學窗口材料（如丙烯酸樹脂、特種玻璃）。針對水下傳感器的精度與可靠性，本冊探討瞭用於壓力、溫度、化學成分測量的敏感元件材料（如壓電陶瓷、光縴材料）在長期水下浸泡條件下的漂移與穩定性問題。還包括瞭用於水下粘結與快速修復的高性能環氧樹脂和粘彈性材料的應用技術。 --- 本叢書旨在構建一個全麵、係統的海洋工程材料知識體係，其每一分冊都聚焦於一個關鍵的材料領域，相互補充，共同構築起支撐現代海洋工程可持續發展的材料科學基礎。

評分☆☆☆☆☆

與一些學術氣息過重的書籍相比，我發現這套書在可操作性方麵也做得相當齣色。雖然內容很深入，但它並沒有完全脫離“工程實踐”的範疇。比如，在關於材料的製備工藝流程介紹中，它非常細緻地描述瞭不同固化溫度、壓力麯綫對最終復閤材料性能的影響，甚至提到瞭不同批次原材料的批次差異可能帶來的潛在風險。這對我來說非常實用，因為在實際的生産綫上，工藝參數的微小波動往往是導緻産品報廢的罪魁禍首。它更像是一個資深工程師撰寫的使用手冊，而不是一個純粹的理論傢給齣的抽象藍圖。我希望書中後續章節能多增加一些關於材料的無損檢測技術在實際海洋工程中的應用案例，比如超聲波C掃描在早期分層檢測中的精度驗證等，那樣這本書的實用價值會再次得到提升。

評分☆☆☆☆☆

拿到這套書的時候，首先讓我感到驚喜的是它豐富的案例分析部分。我之前讀過不少關於材料科學的專著，很多都陷入瞭純粹的理論推導和實驗數據的羅列，讀起來枯燥乏味，難以將知識與實際工程問題聯係起來。但這本書不同，它似乎非常懂得工程技術人員的痛點。在介紹每一種新型材料的性能時，作者都會緊跟著拋齣一個非常貼近海洋環境的實際應用場景，比如深海勘探設備的耐壓性考驗，或者海上風電機組在極端氣候下的抗腐蝕策略。我尤其欣賞其中關於“服役環境對材料微觀結構演變”這一章節的論述，它不僅僅停留在宏觀性能的描述上，而是深入到材料內部晶格的變化、界麵粘結強度的動態評估，這種層次感讓我覺得非常過癮。它提供的不僅僅是“是什麼”的答案，更是“為什麼會這樣”的深刻剖析，這對於我這種需要解決實際工程難題的人來說，簡直是如獲至寶。希望接下來的內容能繼續保持這種理論聯係實際的高度統一。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度上給我帶來瞭一種“久旱逢甘霖”的感覺。我一直在尋找一本能係統性梳理高分子復閤材料在海洋極端環境下失效機製的權威著作，市麵上很多資料都是碎片化的，要麼過於側重於基礎力學，要麼隻談論塗層技術。而這套叢書，至少從它的氣勢上來看，似乎是要構建一個完整的知識體係。我注意到它對“疲勞損傷纍積”和“介電性能衰減”的探討，引入瞭最新的多尺度建模方法，這在傳統的材料教科書中是很難見到的前沿內容。我嘗試著去理解其中關於界麵應力重分布的有限元模擬結果，雖然計算量巨大，但通過清晰的圖形化展示，我捕捉到瞭關鍵的力學行為轉變點。這種敢於觸及學科前沿、並且能夠用相對易懂的方式呈現復雜模型的編排方式，是真正體現瞭作者深厚學術功底的地方。它不是在重復已有的知識，而是在拓展我們對材料行為的認知邊界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭非常深刻的印象。那種深邃的藍色調，配上略顯粗獷的白色字體，一下子就抓住瞭我的眼球。感覺就像是直接把我們帶到瞭波濤洶湧的海麵上，空氣中都彌漫著鹹濕的味道。我本來就是那種喜歡鑽研技術細節的人，看到這樣的設計風格，就知道這本書的定位絕不是泛泛而談的科普讀物，它一定是深紮進專業領域的硬核之作。我記得我翻開第一頁的時候，就被它清晰的目錄結構所吸引，所有的章節劃分都顯得邏輯性極強，像一張精密的海圖，指引著讀者去探索未知的領域。特彆是排版上，字體大小和行間距的把握恰到好處，即使是麵對那些復雜的公式和圖錶，閱讀起來也不會感到壓迫或者費力。這樣的用心，真的體現瞭編者對讀者體驗的重視。我期待著這本書能帶給我一些真正能在實際工作中用得上的知識和啓發，而不是空中樓閣般的理論堆砌。這本書的包裝，已經成功地為它接下來的內容定下瞭一個專業、嚴謹的基調。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和整體設計來看，我感受到一種非常嚴肅且沉穩的學術態度。這本書的紙張厚實，油墨印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。這種對物理載體的重視，本身就傳達瞭一種信息：內容是值得反復研讀和珍藏的。它沒有采用時下流行的大膽色彩或花哨的插圖來吸引眼球，而是選擇瞭經典的、讓人信賴的學術風格。這讓我覺得，我手中的不僅僅是一本書，更像是一份經過長期積纍和沉澱的專業參考資料。它散發齣的那種“經得起時間考驗”的氣質，讓我對其中引用的數據和結論也更加傾嚮於信任。一本好的工具書，其價值往往不在於它是否能在一夜之間改變你的看法，而在於它能在你需要時，提供一個穩定、可靠的知識錨點。這本書給我的感覺，就是這樣一個堅實的錨。