本書系統地介紹了復合材料的基本概念、基本理論、基本性能、基本成型與加工エ藝、基本應用和發展概況。全書包括緒論和十三章主要內容，首先概述了復合材料的定義及分類、發展概況、特點及應用進展，然后介紹了復合材料的基體、增強體、復合材料界面與設計基礎、復合材料成型與加工工藝等。在此基礎上，以增強材料為主線，結合復合材料的特點、增強（改性）材料的種類分別介紹了無機纖維增強復合材料、有機纖維增強復合材料、礦物與晶須復合材料、納米復合材料、木塑復合材料、生物可降解聚合物基復合材料、陶瓷基復合材料、水泥基復合材料及碳/碳復合材料等各類復合材料。
本書可作為材料化學、材料科學與工程、復合材料、高分子材料與工程、無機非金屬材料、納米材料、材料物理、應用化學、巖石礦物材料、礦物加工等專業的本科生教材以及相關專業研究生的參考教材，也可供相關專業技術人員參考。
張以河，俄羅斯工程院外籍院士，博士、教授(二級)、博導。歷任中國地質大學(北京)材料科學與工程學院教授、院長、資源綜合利用與新材料創新團隊首席科學家、中國海洋工程研究院(青島)海洋材料中心主任/首席科學家、非金屬礦物與固廢資源材料化利用北京市重點實驗室主任、全國循環經濟工程實驗室主任、自然資源部礦區生態修復工程技術創新中心副主任；香港理工大學研究員、香港城市大學研究員；中國兵器工業第五三研究所高工、山東北方新材料科技開發公司副總經理、科技委委員兼秘書、總體規劃。分別獲得北京理工大學學士、哈爾濱工業大學碩士、中國科學院博士學位，香港理工大學博士后。先后在美國南他科他礦業理工學院、澳大利亞南澳大學、國立大學、弗林德斯大學、悉尼大學、德國柏林洪堡大學、荷蘭屯特大學、加拿大國立科學院能源材料研究所合作研究或訪問。長期從事“礦物復合材料及其環境能源大健康應用”研究、開發及產業化，培養博士/碩士研究生120余名，2017入選教育部全國萬名優秀創新創業導師，連續多次被評為地大研究生指導名師，團隊成員2人入選國家人才計劃、1人入選中國科協“青年托舉人才”、4人入選地大“求真學人”、1人獲得中國復合材料學會優博論文提名獎；主持或參加50余項國家和省部級及企業委托項目，參與編制國家有關行業的新材料發展規劃、復合材料先進制造技術發展戰略及發展規劃、國家標準或行業標準等，策劃多家公司頂層設計、發展規劃及上市。發表論文500余篇，其中SCI收錄400余篇。2019至今連續三年入選科睿唯安“全球高被引科學家”、2021入選全球前萬名頂 級科學家；授權發明專利60余項陸續實施轉化；以第 一或主要完成人獲多項省部級科技獎。
緒論 001
第一節 復合材料的定義及分類 001
一、復合材料的定義 001
二、復合材料的分類 001
第二節 復合材料發展概況 002
一、復合材料的發展歷史 002
二、國內復合材料的發展概況 004
第三節 復合材料的特點及應用 005
一、復合材料的特點 005
二、復合材料的應用 005
思考題 006
參考文獻 007
第一章 復合材料基體 008
第一節 復合材料基體概述 008
一、聚合物基體 008
二、陶瓷基體 009
三、金屬基體 010
第二節 聚合物基體 010
一、熱固性樹脂基體 010
二、熱塑性樹脂基體 023
三、橡膠基體 030
第三節 陶瓷基體 035
一、氧化鋁陶瓷基體 036
二、氧化鋯陶瓷基體 037
三、碳化硅陶瓷基體 040
四、氮化硅陶瓷基體 043
第四節 金屬基體 046
一、鋁鎂輕合金基體 046
二、重合金基體 047
三、銅及合金基體 049
第五節 水泥基體 051
一、水泥基體簡介 051
二、水泥基體性能與要求 051
三、水泥基體的改性方法 052
四、水泥基體的研究發展前景 053
第六節 炭基體 054
一、簡介 054
二、熱解炭 054
三、樹脂炭 055
四、瀝青炭 055
思考題 056
參考文獻 056
第二章 復合材料增強體 059
第一節 無機纖維 059
一、玻璃纖維 059
二、碳纖維 066
三、陶瓷纖維 073
四、硼纖維 077
五、玄武巖纖維 079
六、巖棉纖維 084
第二節 有機纖維 086
一、芳酰胺（芳綸）纖維 086
二、超高分子量聚乙烯纖維 091
三、聚酰胺（尼龍）纖維 094
四、麻纖維 096
五、竹纖維 103
六、椰殼纖維 105
第三節 晶須 105
一、硫酸鈣晶須 106
二、碳酸鈣晶須 107
三、碳化硅晶須 108
第四節 天然礦物材料 109
一、硅酸鹽礦物 110
二、其他礦物 113
第五節 人工合成材料及固體工業廢渣 115
一、白炭黑 115
二、二氧化硅 117
三、二氧化鈦 118
四、三氧化二鋁 120
五、工業廢渣 121
第六節 助劑 124
一、偶聯劑 124
二、阻燃劑 127
三、脫模劑 129
思考題 130
參考文獻 130
第三章 復合材料設計基礎 135
第一節 復合材料界面及其設計 135
一、纖維表面處理與復合材料界面設計 135
二、礦物表面改性與復合材料界面設計 143
三、金屬表面潤濕性與復合材料界面設計 147
第二節 復合效應與復合原理 149
一、復合效應 149
二、復合原理 151
第三節 復合材料性能與工藝設計 151
一、復合材料的性能設計 151
二、復合材料的工藝設計 153
思考題 155
參考文獻 155
第四章 復合材料成型與加工工藝 157
第一節 擠出成型 157
一、擠出成型概述 157
二、擠出成型設備 158
三、擠出成型原理與工藝 161
第二節 注射成型 163
一、注射成型概述 163
二、注射成型設備 163
三、注射機的參數 164
四、注射成型工藝 165
五、增強反應注射（RRIM）成型 167
六、發泡塑料注塑成型 167
第三節 模壓與熱壓罐成型 168
一、模壓成型 168
二、熱壓罐成型 171
第四節 混煉與壓延成型 172
一、混煉 172
二、壓延成型 174
第五節 熱成型 175
一、熱成型工藝原理和特點 175
二、熱成型工藝類型 176
第六節 澆注成型 177
一、靜態澆注成型 177
二、搪塑成型 178
三、滾塑成型 178
第七節 纏繞成型 179
一、纏繞成型概述 179
二、連續纖維增強復合材料纏繞成型工藝過程 179
三、復合材料纏繞成型技術 180
第八節 拉擠成型 181
一、拉擠成型概述 181
二、拉擠成型工藝 182
第九節 手糊成型、噴射成型與樹脂傳遞模塑成型 183
一、手糊成型 183
二、噴射成型 184
三、樹脂傳遞模塑成型 184
第十節 自動鋪放 188
一、自動鋪放的分類和原理 188
二、自動鋪放技術發展趨勢 189
第十一節 先驅體轉化法 189
第十二節 化學氣相滲透 190
思考題 190
參考文獻 190
第五章 無機纖維增強復合材料 191
第一節 玻璃纖維增強復合材料 191
一、玻璃纖維增強熱固性樹脂基復合材料 191
二、玻璃纖維增強熱塑性樹脂基復合材料 194
三、玻璃纖維增強橡膠基復合材料 199
四、玻璃纖維增強水泥基復合材料 200
第二節 碳纖維增強復合材料 200
一、碳纖維增強熱固性樹脂基復合材料 201
二、碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料 201
三、碳纖維增強橡膠基復合材料 202
四、碳纖維增強水泥基復合材料 202
五、碳纖維增強陶瓷基與金屬基復合材料 202
第三節 硼纖維增強復合材料 203
第四節 陶瓷纖維增強復合材料 204
一、陶瓷纖維增強復合材料的制備工藝 204
二、陶瓷纖維增強樹脂基復合材料 206
三、陶瓷纖維增強陶瓷基復合材料 207
四、陶瓷纖維增強氧化硅氣凝膠隔熱復合材料 207
五、陶瓷纖維增強鋁基與水泥基復合材料 207
第五節 玄武巖纖維增強復合材料 208
一、玄武巖纖維增強熱固性樹脂基復合材料 208
二、玄武巖纖維增強熱塑性樹脂基復合材料 209
三、玄武巖纖維增強瀝青基復合材料 209
第六節 巖棉纖維增強復合材料 210
思考題 210
參考文獻 211
第六章 有機纖維增強復合材料 214
第一節 芳綸纖維增強復合材料 214
一、芳綸纖維的表面改性 214
二、芳綸纖維增強復合材料的制備 215
三、芳綸纖維增強復合材料的性能 216
四、芳綸纖維增強復合材料的應用 216
第二節 超高分子量聚乙烯纖維增強復合材料 218
一、UHMWPE 纖維增強復合材料的制備工藝 218
二、UHMWPE 纖維增強復合材料種類 218
三、UHMWPE 纖維增強復合材料的應用 219
四、UHMWPE 纖維增強復合材料的發展趨勢 221
第三節 尼龍纖維增強復合材料 221
一、尼龍纖維增強橡膠基復合材料 221
二、尼龍纖維增強水泥基復合材料 222
三、尼龍纖維增強樹脂基復合材料 222
第四節 麻纖維增強復合材料 222
一、麻纖維的改性 223
二、麻纖維復合材料的成型工藝 224
三、大麻纖維增強復合材料 225
四、黃麻纖維增強復合材料 225
五、亞麻纖維增強復合材料 227
六、劍麻纖維增強復合材料 228
第五節 竹纖維增強復合材料 232
一、竹纖維增強熱塑性樹脂基復合材料 232
二、竹纖維增強熱固性樹脂基復合材料 233
第六節 椰纖維增強復合材料 233
一、椰纖維增強熱固性樹脂基復合材料 233
二、椰纖維增強熱塑性樹脂基復合材料 234
三、椰纖維增強橡膠基復合材料 234
四、椰纖維混雜增強復合材料 234
第七節 甘蔗渣纖維增強復合材料 234
第八節 有機碳源控釋復合材料 236
一、有機碳源概述 236
二、有機碳源種類 237
三、緩釋有機碳源復合材料 238
思考題 239
參考文獻 239
第七章 礦物與晶須復合材料 242
第一節 礦物插層復合材料 242
一、礦物插層方法 242
二、礦物插層復合材料的類型 243
三、礦物插層復合材料的研究進展 243
第二節 礦物共混復合材料 244
一、共混方法 244
二、礦物粉體的表面改性 245
三、礦物共混復合材料種類 247
第三節 礦物負載復合材料 251
一、礦物負載光催化復合材料 251
二、礦物負載抗菌復合材料 254
第四節 晶須增強復合材料 256
一、硫酸鹽晶須復合材料 256
二、碳酸鹽晶須復合材料 257
三、碳化硅或其他晶須復合材料 258
第五節 礦物改性環境友好復合材料 259
一、工業廢渣改性復合材料 259
二、礦物改性水土保持復合材料 262
三、礦物改性生物降解復合材料 265
思考題 267
參考文獻 267
第八章 納米復合材料 272
第一節 納米復合材料概述 272
一、納米復合材料定義 272
二、納米復合材料分類 273
三、納米粒子效應 273
四、納米粒子的表面修飾 277
第二節 納米復合材料制備方法 278
一、插層復合法 278
二、原位復合法 279
三、溶膠-凝膠法 279
四、納米粒子直接分散法 280
五、LB 膜法 280
六、微乳液聚合法 280
第三節 材料的表面改性 281
一、材料表面的共價作用改性 281
二、材料表面的非共價作用改性 282
第四節 納米礦物復合材料 283
一、插層納米礦物復合材料 283
二、共混納米礦物復合材料 285
第五節 納米二氧化硅復合材料 286
一、納米二氧化硅改性熱固性樹脂基復合材料 286
二、納米二氧化硅改性熱塑性樹脂基復合材料 288
三、納米二氧化硅改性橡膠基復合材料 289
第六節 納米二氧化鈦復合材料 290
一、納米二氧化鈦改性熱固性樹脂基復合材料 290
二、納米二氧化鈦改性熱塑性樹脂基復合材料 291
三、納米二氧化鈦改性橡膠基復合材料 292
第七節 納米三氧化二鋁復合材料 292
一、納米三氧化二鋁改性熱固性樹脂基復合材料 293
二、納米三氧化二鋁改性熱塑性樹脂基復合材料 294
三、納米三氧化二鋁改性橡膠基復合材料 295
第八節 納米復合材料理論研究與應用展望 295
一、納米粒子對復合材料性能的影響 295
二、納米復合材料的增強增韌機理 296
三、納米復合材料應用進展 298
思考題 300
參考文獻 301
第九章 木塑復合材料 303
第一節 木塑復合材料概述 303
第二節 木塑復合材料性能影響因素 304
第三節 聚氯乙烯基木塑復合材料 305
一、木粉及其處理技術 306
二、擠出成型工藝 307
第四節 木塑復合材料的應用 308
第五節 木塑復合材料研究與發展前景 309
一、國內外發展現狀 309
二、木塑復合材料的發展趨勢 310
思考題 311
參考文獻 311
第十章 生物可降解聚合物基復合材料 313
第一節 生物可降解聚合物基復合材料概述 313
一、生物可降解聚合物基復合材料定義 313
二、生物可降解聚合物基復合材料的分類 314
三、生物可降解聚合物基復合材料需要具備的特性 314
四、生物可降解聚合物基復合材料目前存在的問題 314
第二節 生物可降解聚合物基復合材料的合成方法 315
一、生物可降解聚合物基材料的合成方法 315
二、生物可降解聚合物基復合材料的復合方法 316
第三節 生物可降解聚合物基復合材料的降解機制和過程 317
一、生物可降解聚合物基復合材料降解機制 317
二、生物可降解聚合物基復合材料降解過程及形式 318
三、生物可降解聚合物基復合材料降解性的影響因素 318
第四節 殼聚糖可降解高分子復合材料 319
一、殼聚糖簡介 319
二、殼聚糖靜電紡絲技術的分類 319
三、殼聚糖靜電紡絲技術在殼聚糖可降解高分子復合材料中的應用 320
第五節 纖維素可降解高分子復合材料 321
一、纖維素概述 321
二、纖維素靜電紡絲技術的分類 322
三、纖維素靜電紡絲技術在纖維素可降解高分子復合材料中的應用 323
第六節 生物可降解聚合物基復合材料理論研究及應用進展 324
一、生物可降解聚合物基復合材料理論研究 324
二、生物可降解聚合物基復合材料應用進展 326
思考題 327
參考文獻 327
第十一章 陶瓷基復合材料 330
第一節 陶瓷基復合材料概述 330
第二節 陶瓷基復合材料類型及增韌方式 330
一、顆粒彌散型陶瓷基復合材料 330
二、纖維或晶須增強陶瓷基復合材料 332
三、自增韌復相陶瓷 333
四、梯度功能復合陶瓷 334
五、納米陶瓷基復合材料 334
第三節 陶瓷基復合材料的制備工藝 335
一、顆粒彌散型陶瓷基復合材料的制備 335
二、晶須增強陶瓷基復合材料的制備 336
三、纖維增強陶瓷基復合材料的制備 339
第四節 陶瓷基復合材料的應用 341
一、陶瓷基復合材料在摩擦磨損領域的應用 341
二、陶瓷基復合材料在能源領域的應用 341
三、陶瓷基復合材料在醫療領域的應用 341
四、陶瓷基復合材料在切削方面的應用 342
五、陶瓷基復合材料在航空航天的應用 343
六、陶瓷基復合材料在汽車工業的應用 345
七、陶瓷基復合材料在其他方面的應用 345
思考題 345
參考文獻 345
第十二章 水泥基復合材料 347
第一節 水泥基復合材料的種類及基本性能 347
一、混凝土 347
二、纖維增強水泥基復合材料 348
三、聚合物混凝土復合材料 349
第二節 纖維增強水泥基復合材料 349
一、鋼纖維增強水泥基復合材料 350
二、玻璃纖維增強水泥基復合材料 351
三、碳纖維增強水泥基復合材料 353
第三節 聚合物混凝土復合材料 353
一、聚合物混凝土 354
二、聚合物浸漬混凝土 355
三、聚合物改性混凝土 356
第四節 水泥基復合材料的應用 357
思考題 357
參考文獻 358
第十三章 碳/碳復合材料 359
第一節 碳/碳復合材料概述 359
一、碳/碳復合材料的定義 359
二、碳/碳復合材料的發展 360
第二節 碳/碳復合材料成型加工技術 360
一、坯體的制備 360
二、致密化工藝 361
三、抗氧化涂層技術 365
第三節 碳/碳復合材料性能與應用 366
一、碳/碳復合材料的性能 366
二、碳/碳復合材料的應用 368
思考題 373
參考文獻 373
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