先進復合材料加工技術與實例

第1章先進復合材料加工技術概述1

1.1先進復合材料概述1

1.2復合材料的分類2

1.3先進復合材料的性能3

1.4先進復合材料的研發(fā)動態(tài)5

1.5先進復合材料的應用6

1.6先進復合材料的切削加工特點7

1.7先進復合材料切削加工技術的研究現狀8

1.7.1復合材料切削機理的研究8

1.7.2復合材料切削刀具材料及結構參數的改進9

1.7.3復合材料特種加工技術的研究10

1.7.4復合材料表面質量評價技術的研究11

第2章復合材料的原材料122.1纖維12

2.1.1陶瓷纖維12

2.1.2玻璃纖維13

2.1.3高熔點金屬纖維15

2.1.4碳纖維16

2.1.5硼纖維18

2.1.6SiC纖維19

2.1.7Al2O3纖維與鋁硅酸鹽纖維20

2.1.8Si3N4系纖維21

2.1.9ZrO2系纖維21

2.1.10BN系、AlN系纖維23

2.1.11芳綸纖維23

2.2晶須24

2.2.1SiCw、Si3N4w24

2.2.2鈦酸鉀晶須25

2.2.3硼酸鋁晶須26

2.2.4氧化鋅晶須27

2.2.5石墨晶須27

2.3顆粒28

2.4基體29

2.4.1聚合物基體30

2.4.2金屬基體31

2.4.3陶瓷基體31

第3章復合材料的強韌性與界面行為40

3.1復合材料的增強機理40

3.1.1顆粒增強原理40

3.1.2單向排列連續(xù)纖維增強復合材料41

3.1.3短纖維增強原理44

3.2復合材料的韌性45

3.2.1材料斷裂機理45

3.2.2對斷裂能量的貢獻49

3.2.3準臨界裂紋的擴展52

3.3復合材料的界面特征與分類54

3.3.1界面特征54

3.3.2界面分類55

3.4復合材料界面的結合機理55

3.4.1力學結合55

3.4.2殘余應力55

3.5復合材料的界面強度與界面行為56

3.5.1界面強度56

3.5.2界面行為59

第4章金屬基復合材料62

4.1金屬基復合材料的種類及性能特點62

4.1.1顆粒增強金屬基復合材料62

4.1.2纖維增強金屬基復合材料63

4.1.3晶須增強金屬基復合材料64

4.2金屬基復合材料的應用64

4.2.1應用領域及現狀64

4.2.2發(fā)展方向及趨勢66

4.3金屬基復合材料的切削加工性67

4.3.1切削加工機理68

4.3.2已加工表面粗糙度69

4.3.3已加工表面的硬化69

4.3.4已加工表面的殘余應力70

4.3.5已加工表面形貌71

4.3.6刀具材料的選用及其磨損機理72

4.4金屬基復合材料的車削加工73

4.4.1鈦基復合材料(TiCp TiBw)/TC4的車削73

4.4.2鋁基復合材料SiCp/ZL109的車削79

4.4.3鋁基復合材料Al2O3/Al的激光加熱輔助車削81

4.5金屬基復合材料的銑削加工82

4.5.1顆粒增強鋁基復合材料的普通銑削82

4.5.2顆粒增強鋁基復合材料的高速銑削85

4.5.3SiCp/Al復合材料的銑磨加工89

4.6金屬基復合材料的鉆削加工90

4.6.1ZL109合金復合材料的鉆削90

4.6.2SiCp/Al復合材料的鉆削仿真93

4.7金屬基復合材料的磨削加工96

4.7.1磨削力96

4.7.2磨削表面粗糙度97

4.7.3磨削加工表面形貌98

4.8金屬基復合材料的特種加工101

4.8.1激光表面處理101

4.8.2電火花加工102

4.8.3超聲振動加工106

第5章陶瓷基復合材料115

5.1陶瓷基復合材料的種類及性能特點115

5.2陶瓷基復合材料的制備116

5.2.1陶瓷基復合材料的制備方法116

5.2.2陶瓷基復合材料的成型工藝119

5.3陶瓷基復合材料的應用120

5.3.1應用領域及現狀120

5.3.2發(fā)展方向及趨勢121

5.4陶瓷基復合材料的切削加工性123

5.5陶瓷基復合材料的車削加工123

5.6陶瓷基復合材料的銑削加工126

5.7陶瓷基復合材料的鉆削加工129

5.8陶瓷基復合材料的磨削加工136

5.8.1纖維增強陶瓷基復合材料磨削機理研究136

5.8.2纖維增強陶瓷基復合材料磨削表面形貌與磨屑分析137

5.8.3磨削參數對表面粗糙度的影響140

5.9陶瓷基復合材料的特種加工141

第6章聚合物基復合材料144

6.1聚合物基復合材料的種類及性能特點144

6.2聚合物基復合材料的制備145

6.3聚合物基復合材料的力學性能148

6.3.1熱固性復合材料148

6.3.2熱塑性復合材料149

6.4聚合物基復合材料的應用150

6.4.1聚合物基復合材料在航空航天工業(yè)上的應用151

6.4.2聚合物基復合材料在其他工業(yè)產品上的應用151

6.5聚合物基復合材料的切削加工152

6.5.1聚合物基復合材料的常規(guī)機械加工方法152

6.5.2聚合物基復合材料的特種加工方法153

6.5.3聚合物基碳纖維復合材料的切削加工153

6.5.4聚合物基玻璃纖維復合材料的切削加工154

6.5.5聚合物基復合材料的鉆削分層對策及鉆削優(yōu)化試驗156

6.5.6CFRP復合材料制孔過程仿真與試驗分析160

第7章碳/碳復合材料1697.1碳/碳復合材料概述169

7.2碳/碳復合材料的制造工藝170

7.2.1預制件的制造170

7.2.2碳/碳的致密化工藝173

7.2.3石墨化175

7.3碳/碳復合材料的性能及應用175

7.3.1碳/碳復合材料的性能175

7.3.2碳/碳復合材料的應用177

7.4碳/碳復合材料的切削加工178

7.4.1碳纖維復合材料的切削加工工藝178

7.4.2切削工藝對復合材料表面質量的影響181

7.4.3碳/碳復合材料切削加工實例182

7.4.4碳/碳復合材料的特種加工技術185

7.4.5復合材料表面質量評價186

第8章復合材料高效加工刀具技術187

8.1復合材料的孔加工刀具187

8.1.1碳纖維復合材料的孔加工187

8.1.2芳綸纖維、紙蜂窩及其夾層結構復合材料的孔加工189

8.1.3山特維克可樂滿復合材料孔加工刀具191

8.1.4伊斯卡復合材料孔加工刀具192

8.2復合材料的銑削加工刀具193

8.2.1碳纖維復合材料的銑削加工刀具193

8.2.2芳綸纖維、紙蜂窩及其夾層結構復合材料的銑削加工刀具195

8.3復合材料的車削加工刀具197

8.4加工復合材料的類金剛石涂層刀具198

8.4.1類金剛石涂層198

8.4.2DLC涂層刀具加工實例199

8.4.3加工碳纖維復合材料用整體硬質合金涂層刀具199

8.5復合材料加工刀具面臨的挑戰(zhàn)200

參考文獻201

先進復合材料是航空航天、國防工業(yè)、交通運輸、能源及環(huán)保等諸多領域的關鍵材料，其應用范圍不斷擴大。本書主要介紹復合材料的分類、先進復合材料的性能、復合材料切削加工的特點，以及復合材料的原材料及其性能結構、復合材料的強韌性與界面行為特征等內容。

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