本書首先介紹復合材料的基礎部分：概論、增強體、復合理論、復合材料的界面理論，然後介紹應用*廣的聚合物基復合材料、陶瓷基復合材料、金屬基復合材料、納米復合材料、遺態復合材料、超高性能水泥基復合材料，*後介紹新型復合材料。每一部分內容均先從概念入手，再著重介紹其制備原理、材料性能及其應用。全書內容深度適中，表述由淺入深，通俗易懂。書中采用了作者業已發表和尚未發表的相關圖片、曲線和數據外，同時引入一些反映當前復合材料*新的研究成果，包括復合材料的新概念、新知識、新理論、新技術和新工藝等。本書可作為高等學校材料科學與工程學科本科生的學習用書，也可供相關學科與專業的研究生、教師和科技工作者使用。

朱和國：博士，教授，博士生導師，就職於南京理工大學，編寫並出版了《內生鋁基復合材料的反應機制與性能》、《材料科學研究與測試方法》（十一五國家規劃教材）、《材料科學研究與測試方法》（十一五國家規劃教材）、《材料科學研究與測試方法》（十一五國家規劃教材）、《材料現代分析技術》、《復合材料原理》（兵工優秀教材）。發表論文：**作者發表論文80餘篇，其中SCI收錄26篇，二區以上12篇，核心EI 26篇。授權專利：4項。

目錄


第1章概論 1
1．1物質與材料 1
1．2復合材料的定義與特點 1
1．3復合材料的組成與命名 3
1．4復合材料的分類 3
1．5復合材料的發展史 3
1．6復合材料的應用 5
1．7復合材料的發展方向 6
1．8復合材料研究存在的問題 8
本章小結 10
思考題 10
第2章增強體 11
2．1纖維類增強體 11
2．1．1玻璃纖維 12
2．1．2硼纖維 15
2．1．3碳纖維 18
2．1．4SiC纖維 22
2．1．5氧化鋁纖維 27
2．2晶須 28
2．2．1制備 28
2．2．2晶須的性能 30
2．3顆粒增強體 31
2．3．1顆粒增強體的制備 32
2．3．2常用顆粒增強體的性能 36
2．4微珠 36
2．5碳納米管 37
2．6有機高分子纖維 39
2．6．1芳香族聚酰胺纖維（中國名為芳綸纖維） 39
2．6．2芳香族聚酯纖維 42
2．6．3超高分子量聚乙烯纖維 43
2．7金屬絲 44
2．8石墨烯 45
本章小結 46
思考題 47
第3章復合理論 48
3．1復合材料設計的原理 48
3．1．1復合材料設計的類型 49
3．1．2復合材料的設計步驟 50
3．1．3復合材料設計的新途徑 51
3．2復合材料的復合效應 52
3．2．1線性效應 52
3．2．2非線性效應 53
3．3復合材料的增強機制 54
3．3．1顆粒增強機制 55
3．3．2纖維增強原理 61
3．3．3復合材料物理性能的復合原理 68
3．4陶瓷基復合材料的強韌機理 69
3．4．1纖維的強韌機理 69
3．4．2晶須的強韌機理 71
3．4．3顆粒增韌機制 73
本章小結 84
思考題 85
第4章復合材料的界面理論 87
4．1復合材料界面的基本概念 87
4．2常見復合材料的界面 91
4．2．1聚合物基復合材料的界面 91
4．2．2金屬基復合材料的界面 95
4．2．3陶瓷基復合材料的界面 100
4．3增強體的表面處理 102
4．3．1玻璃纖維 102
4．3．2碳纖維 106
4．3．3Kevlar纖維 108
4．3．4超高分子量聚乙烯纖維 108
4．3．5金屬基復合材料中纖維的表面處理 108
4．4復合材料的界面表征方法 109
4．4．1界面形態的表征 109
4．4．2界面微觀結構的表征 117
4．4．3界面成分的表征 120
4．4．4界面結合強度的表征 124
4．4．5界面殘餘應力的表征 126
4．4．6增強體表面性能的表征 127
4．5界面的優化設計 128
本章小結 129
思考題 130
第5章聚合物基復合材料 131
5．1概述 131
5．1．1聚合物基復合材料的分類 131
5．1．2聚合物基復合材料的特點 131
5．1．3聚合物基復合材料發展的五階段 132
5．2聚合物基體 133
5．2．1聚合物的基本概念 133
5．2．2常用聚合物基體 136
5．3聚合物基復合材料的制備工藝 141
5．3．1預浸料的制備工藝 142
5．3．2手糊成型工藝 145
5．3．3模壓成型工藝 146
5．3．4噴射成型工藝 147
5．3．5拉擠成型工藝 147
5．3．6連續纏繞工藝 148
5．4聚合物基復合材料的力學性能 151
5．4．1靜態力學性能 151
5．4．2疲勞性能 152
5．4．3衝擊韌性 153
5．5聚合物基復合材料的界面 154
5．6聚合物基復合材料的應用 155
本章小結 156
思考題 157
第6章陶瓷基復合材料 158
6．1陶瓷基復合材料的基體與增強體 158
6．1．1陶瓷基復合材料的基體 158
6．1．2瓷基復合材料的增強體 161
6．2陶瓷基復合材料的種類 162
6．3陶瓷基復合材料的制備工藝 164
6．3．1粉體制備 164
6．3．2成型 165
6．3．3燒結 167
6．4氧化物陶瓷基復合材料 170
6．4．1Al2O3基復合材料 170
6．4．2ZrO2陶瓷基復合材料 173
6．5非氧化物陶瓷基復合材料 175
6．5．1SiC陶瓷基復合材料 175
6．5．2Si3N4陶瓷基復合材料 178
6．6碳/碳復合材料 181
6．6．1碳/碳復合材料的特點 181
6．6．2碳/碳復合材料的制備工藝 182
6．6．3碳/碳復合材料的性能 186
6．6．4碳/碳復合材料的應用 191
6．7陶瓷基復合材料的界面 192
本章小結 194
思考題 194
第7章金屬基復合材料 196
7．1金屬基復合材料和合金的區別與聯繫 196
7．2金屬基復合材料的分類 197
7．3金屬基復合材料的性能 199
7．4金屬基復合材料的制備工藝 201
7．4．1內生型法 201
7．4．2外生型法 206
7．5鋁基復合材料 210
7．5．1增強體與基體 210
7．5．2長纖維增強鋁基復合材料 210
7．5．3短纖維增強鋁基復合材料 213
7．5．4晶須、顆粒增強鋁基復合材料 213
7．5．5鋁基復合材料的界面 219
7．6鎂基復合材料 219
7．7鈦基復合材料 223
7．8金屬間化合物基復合材料 226
7．9銅基復合材料 230
本章小結 235
思考題 236
第8章納米復合材料 237
8．1概述 237
8．2納米粉體的制備方法 243
8．2．1物理類方法 243
8．2．2化學類方法 244
8．3納米材料的表征 246
8．4納米復合材料的分類 246
8．5金屬基納米復合材料 247
8．5．1金屬基納米復合材料的制備方法 247
8．5．2金屬基納米復合材料的結構與性能 250
8．5．3金屬基納米復合材料的燒結行為 252
8．5．4金屬基納米復合材料的應用與展望 252
8．6陶瓷基納米復合材料 253
8．6．1陶瓷基納米復合材料的制備方法 253
8．6．2陶瓷基納米復合材料的性能 254
8．6．3陶瓷基納米復合材料的燒結 256
8．6．4陶瓷基納米復合材料的應用與展望 257
8．7聚合物基納米復合材料 257
8．7．1聚合物基納米復合材料的分類 257
8．7．2聚合物基納米復合材料的制備方法 258
8．7．3聚合物基納米復合材料的性能 259
8．7．4聚合物基納米復合材料的應用與展望 260
8．8納米復合材料的發展前景 262
本章小結 262
思考題 263
第９章遺態復合材料 264
9．1植物的基本特征 264
9．2基於木材模板的復合材料 265
9．3基於木質材料模板的復合材料 269
9．3．1木質碳/碳復合材料 270
9．3．2木質碳/金屬復合材料 271
9．4基於葉片模板的復合材料 272
9．4．1梧桐葉片遺態Fex/TiO2光催化復合材料 272
9．4．2桂花葉脈遺態C/Fe2O3吸光復合材料 274
9．4．3茭白葉片遺態Cu/C消光復合材料 274
9．5基於稻殼、椰殼模板的復合材料 275
9．5．1稻殼、椰殼遺態C/Fe電磁屏蔽復合材料 275
9．5．2稻殼遺態光催化復合材料 276
9．6基於硅藻土、螺旋藻模板的復合材料 278
9．6．1硅藻土、螺旋藻遺態Cu/Ag導電復合微粒 278
9．6．2硅藻土遺態吸附、過濾復合材料 279
9．7基於其他模板的復合材料 279
9．7．1葉綠素遺態TiO2/SiO2光催化復合材料 280
9．7．2酵母菌遺態Ti-W-Si光催化復合空心微球 280
本章小結 281
思考題 281
第10章超高性能水泥基復合材料 283
10．1概述 283
10．2超高性能水泥基復合材料的制備方法 284
10．2．1原材料 284
10．2．2制備工藝 286
10．3超高性能水泥基復合材料的性能 287
10．3．1三點彎曲性能 287
10．3．2單軸壓縮性能 289
10．3．3單軸拉伸性能 291
10．3．4斷裂性能 293
10．4超高性能水泥基復合材料的應用與展望 296
本章小結 297
思考題 297
第11章新型復合材料 298
11．1分級結構復合材料 298
11．2剪切增稠液柔性防護復合材料 302
11．3細菌纖維素復合材料 306
本章小結 310
思考題 311
參考文獻 312

第2版前言

《復合材料原理》於2013年第1版出版以來，已印刷2次，銷量近4500冊，深受讀者青睞，令作者欣慰。在江蘇省教委高校重點教材修訂項目基金資助下，我們結合已有的教學經驗、復合材料研究的最新進展和廣大讀者的寶貴建議，並參考國內外同類教材，擬對第1版進行以下修訂。

1. 吸取國內外同類教材的優點，每章增加本章小結，便於讀者自學、總結與提高。

2. 新增兩章。遺態復合材料和超高性能水泥基復合材料，即為第2版的第9章和第10章，分別介紹其分類、復合原理、結構特點、性能及其應用。

3. 對金屬基復合材料進行了充實，增加了銅基復合材料一節，進一步完善了金屬基復合材料的內容。

4. 每章增加了相當數量的思考題，便於讀者復習、鞏固和提高。

5. 補充、更新了部分圖片，在內容上力求繫統豐富、敘述簡明扼要，突出重點，追蹤當今科技發展的最新動態，反映當今科技的新概念、新技術、新知識和新理論，突出反映教材內容的現代化。

6. 對1版的其他章節也進行了局部微量修訂。

總之，通過第2版，使本書的內容更加繫統豐富、敘述更加簡明扼要，以提高讀者思考問題、分析問題和解決問題的能力，注重提高讀者的自學和應用能力。

本書由南京理工大學一線教師編著。全書共11章：第1～第7章、第11章由朱和國編寫；第8章由張愛文、賈陽編寫；第9章由王天馳編寫；第10章由賴建中編寫，全書由朱和國教授統稿，熊黨生教授主審。

本書廣泛參考和應用了其他一些材料科學工作者的研究成果、資料和圖

片，而且得到了江蘇省教委、南京理工大學教務處及材料學院徐鋒院長的積極支持，東南大學吳申慶教授的熱情鼓勵，“江蘇高校優勢學科建設工程項目（PADD）”的資助，以及於竹麗、張浩、孫曉東、張大山、李成鑫、賈婷和邱歡等研究生的鼎力協助，在此一並表示深深的敬意和感謝！

由於作者水平有限，書中定有疏漏和錯誤之處，敬請廣大讀者批評指正。

朱和國

2017.9於南京

第1版前言

材料、信息和能源是現代科學技術重點發展的三大領域，而材料包括金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料和復合材料四大類，它們是信息和能源發展的物質基礎，是重中之重，可以說沒有先進材料就沒有現代科技。復合材料是最新發展起來的一個大類，對航空、航天的影響已舉足輕重。

“復合材料原理”是材料類本科專業的重要課程。全書首先介紹復合材料的基礎部分：增強體、基體、界面和復合理論，然後介紹應用最廣的金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、聚合物基復合材料及納米復合材料，最後介紹幾種新型復合材料。全書力求內容深度適中，表述繁簡結合，通俗易懂。

本書共9章，其中第1～第6、第8、第9章由南京理工大學材料學院朱和國完成；第7章由上海寶鋼中央研究院張愛文完成。全書由朱和國、張愛文統稿。

在編著過程中，作者除了大量采用自己發表及部分尚未發表的圖表、曲線、數據外，還參考應用了其他同行發表的研究成果、資料和圖片，在此表示深深的敬意和感謝。還要感謝教務處的經費支持和院領導的熱情鼓勵，感謝研究生姚寅群、蔣婭琳、王升、董抗、吳興超等對本書所做的工作，感謝潘春麗女士在文字處理方面的幫助！

由於作者的水平有限，對本書中的疏漏和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。

朱和國 ?

2013年5月於南京