先進復合材料設計與制造專業(yè)技術服務平臺

平臺團隊是來自物理、化學、材料等多學科的高級專家組成的科技創(chuàng)新團隊，“平臺” 80%以上成員具有博士學位。 “平臺”組織協(xié)調(diào)了各學科綜合優(yōu)勢，達到支撐高新產(chǎn)業(yè)、推進成果轉(zhuǎn)化及加強國內(nèi)外合作的目的?！捌脚_”重要成員包括：孫晉良院士，中國工程院院士，博士生導師?，F(xiàn)任上海大學納米科學與技術研究中心主任，上海大學復合材料研究中心主任。 施利毅教授，博士生導師，工學博士，上海大學科研處處長，上海大學納米科學與技術研究中心副主任。享受國務院專家特殊津貼、全國納米標準化技術委員會委員、上海市納米科技與產(chǎn)業(yè)促進中心特聘首席科學家、上海市緊缺人才培訓工程專家。

本平臺專業(yè)服務內(nèi)容包括：

1、測試加工服務

主要提供新材料的組成結(jié)構及理化性能分析測試，對外提供新材料研發(fā)（特別關注于多尺度材料復合、粉體應用及復合材料制備的中試服務。

2、產(chǎn)品服務

平臺依托上海大學研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用領域取得的新材料領域成果，把具有產(chǎn)業(yè)化最具實踐意義的成果以產(chǎn)品形式服務企業(yè)和社會。

3、人才服務

平臺先后培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的博士和碩士畢業(yè)生。也提供向社會和企業(yè)急需的納米材料制備及應用專業(yè)人才培訓服務，《 納米科技基礎 》崗位證書培訓，上海大學納米科學與技術研究中心于2003年起開設了全校本科生選修課“納米科技基礎”，此課程被納入上海市的“上海緊缺人才培訓工程‘納米科技與應用能力’”培訓系統(tǒng)，通過考核的學生，將被授予由上海市納米科技與應用能力考核辦公室、上海市組織部、上海市人事局、上海市教委、上海市成教委聯(lián)合頒發(fā)的上海緊缺人才培訓工程“納米科技基礎”崗位資格證書。

4、對外技術支持與合作

免費提供對外技術支持促進企業(yè)技術及產(chǎn)業(yè)化科技水平的全面升級，這是平臺最終目標，也是配合促進國家新材料產(chǎn)業(yè)化升級戰(zhàn)略的具體實現(xiàn)方式。平臺為了促進產(chǎn)業(yè)化升級的較快實現(xiàn)，也國內(nèi)外企業(yè)加強合作，促進科技進步、產(chǎn)品升級，因此平臺也把對外與企業(yè)的合作開發(fā)看作重要實現(xiàn)方式。目前平臺已經(jīng)為國內(nèi)外近50家企業(yè)提供了技術合作與技術支持。企業(yè)包括全球500強企業(yè)、國內(nèi)上市公司及中小型企業(yè)。

上海市先進復合材料設計與制造專業(yè)技術服務平臺是一家依托上海市科委、上海大學的非營利性科技服務單位。2100433B

建立通用標準技術和技術服務流程，為國內(nèi)外新材料企業(yè)的自主創(chuàng)新提供研發(fā)、設計、加工、檢測、推廣、信息、產(chǎn)品和人才培訓等服務，有力支撐新材料企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和技術提升。

平臺主要依托團隊：上海大學復合材料中心、上海大學納米科學與技術中心、上海大學材料學院、上海大學理學院

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(xiàn)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(jié)構參數(shù)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(zhì)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(jié)合機理55

3.4.1力學結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(jié)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(jié)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(zhì)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

機械制造及其自動化主干學科：力學、機械工程。 主要課程：工程力學、機械制圖、機械設計基礎、電工與電子技術、微型計算機原理及應用、機械工程材料、制造技術基礎。 主要實踐性教學環(huán)節(jié)：包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產(chǎn)實習，社會實踐，課程設計，畢業(yè)設計（論文）等，一般應安排40周以上。 機械設計制造及其自動化專業(yè)

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(jié)構、復合材料的強韌性與界面行為特征等內(nèi)容。

全書針對金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、聚合物基復合材料以及碳/碳復合材料，分別從其制造工藝、性能及應用、切削加工技術等方面進行了詳細分析及論述，列舉了大量復合材料加工、切削加工技術與實例。此外，本書還對復合材料切削加工所用刀具進行了詳細分析，重點介紹了大量復合材料高效加工的孔用刀具、銑削加工刀具、車削加工刀具以及類金剛石涂層刀具等最新技術進展與實例。

本書可供廣大從事復合材料生產(chǎn)、制造、加工等方面的工程科技人員參考，也可供廣大從事機械工程及相關專業(yè)工程技術人員使用，還可供相關專業(yè)的在校師生作為教學、科研方面的參考書使用。