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内容大纲
自修复材料是一类新兴的智能材料,能够自发修复,或在光、热或溶剂等的刺激下自我修复。本书面向学术界和工业界的研究人员,涉及应用范围广泛的自修复材料和工艺,重点介绍了这类材料在太空环境中的性能。
本书为第2版,对第1版进行了修订、扩展和升级,阐述了自我修复过程的关键概念,从它们在自然界中的出现,到学术界和工业界研究的最新进展。本书包括对各种材料和应用的详细描述和解释,例如聚合物、防腐、智能涂料以及碳纳米管。着重介绍了这类材料的空间特性,包括真空、热梯度、机械振动和空间辐射等恶劣环境条件。本书还介绍了控制自修复材料以减缓空间碎片影响等领域的创新性成果。最后,本书对自修复材料的未来发展和应用进行了全面展望。 -
作者介绍
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目录
第1章 概论
参考文献
第2章 自然界中的自修复系统和自修复过程
2.1 研究历程
2.2 生长和功能的自适应
2.3 层次结构
2.4 自然界中的自清洁和自修复能力
2.4.1 自清洁
2.4.2 损伤和痊愈
2.4.3 皮肤的生物性伤口愈合
参考文献
第3章 修复机理的理论模型
3.1 第一级模型
3.2 有限元分析建模示例(ANSYS代码)
3.3 三级模型
参考文献
第4章 聚合物和复合材料的自修复
4.1 微胶囊
4.1.1 微胶囊的大小和材质对自修复反应性能的影响
4.1.2 疲劳裂纹的阻滞
4.1.3 分层基板
4.2 修复剂/催化剂系统的选择
4.2.1 修复剂
4.2.2 开环复分解聚合催化剂
4.3 不含催化剂的环氧树脂/固化剂和包封用溶剂系统
4.3.1 环氧树脂/固化剂系统
4.3.2 包封用溶剂
4.4 中空玻璃纤维系统——双组分环氧树脂
4.5 微脉管型网络系统
4.6 金属结构的自修复涂层
参考文献
第5章 自修复评估技术
5.1 三点和四点弯曲试验方法
5.2 锥形双悬臂梁试验
5.3 冲击后的压缩试验
5.4 四点弯曲试验和声发射试验联测
5.5 动态冲击方法
5.5.1 落锤冲击压痕试验
5.5.2 高速弹道弹丸冲压试验
5.5.3 超高速撞击试验
5.6 用于自修复检测的光纤布拉格光栅传感器
参考文献
第6章 先进制造工艺回顾
6.1 钉-Grubbs催化剂
6.1.1 脉冲激光沉积技术
6.1.2 钉-Grubbs催化剂脉冲激光沉积靶材的试验制备
6.1.3 试验结果
6.2 埋植中空纤维的自修复复合材料的修复能力
6.2.1 用修复剂填充毛细管的详细步骤
6.2.2 中空纤维
6.2.3 使用ENB修复剂材料进行毛细管填充
6.2.4 用中空纤维修复
6.3 聚三聚氰胺-脲-甲醛树脂壳体内包封的ENB修复剂
6.3.1 聚脲醛树脂壳体中ENB的稳定性
6.3.2 用聚三聚氰胺-脲-甲醛树脂壳体制备ENB微胶囊
6.3.3 包封ENB修复剂的聚脲醛树脂和聚三聚氰胺-脲-甲醛树脂外壳的露天环境稳定性比较
6.4 用ENB单体与单壁碳纳米管构建微脉管型网络结构
6.4.1 试验步骤
6.4.2 结果和讨论
6.4.3 三维微脉管网络和自修复测试的设计思路
参考文献
第7章 空间环境的自修复
7.1 空间环境中自修复反应的挑战
7.2 空间应用方法
7.2.1 使用微胶囊进行自修复
7.2.2 使用碳纳米管进行自修复
7.2.3 陶瓷的自修复
7.2.4 再入飞行器的自修复
7.2.5 自修复泡沫
7.2.6 在自修复结构中集成传感功能
7.2.7 自修复涂层
7.2.8 电绝缘材料的自修复
7.2.9 泡沫层包覆的导体
7.2.10 其他自修复产品
7.3 太空中的材料老化和降解
7.3.1 机械老化
7.3.2 陨石和小碎片
7.3.3 原子氧效应
7.3.4 真空效应
7.3.5 空间等离子体
7.3.6 热冲击
7.3.7 除气
参考文献
第8章 模拟轨道空间碎片抗撞击试验的自修复能力
8.1 树脂和碳纤维增强塑料的自修复研究
8.1.1 树脂样品的制备
8.1.2 环氧树脂基样品高速撞击试验的验证
8.1.3 高速撞击下碳纤维增强聚合物样品的自修复
8.2 超高速撞击下碳纤维增强聚合物样品的自修复
8.2.1 样品制备
8.2.2 超高速撞击试验
8.2.3 超高速撞击后碳纤维增强聚合物样品厚度的研究
8.2.4 三点弯曲试验
8.2.5 碳纳米管材料的阻尼效应
8.3 使用光纤布拉格光栅传感器进行超高速测量
8.4 小结
参考文献
第9章 利用光纤传感器监测和自修复材料减轻空间小碎片对空间复合材料缠绕压力容器的影响
9.1 研究方法
9.2 试验结果
9.3 修复验证
9.4 小结
参考文献
第10章 结论和展望
参考文献
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