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| 內容簡介： |
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本书主要针对SiCp(SiC颗粒)和石墨烯增强铝基复合材料的制备技术及结构和性能进行了全面系统的介绍，进而指出具有高比强度、高比模量和良好的减摩性与高导热性的石墨烯增强铝基复合材料对工程装备与结构轻量化的重要科学意义和工程应用价值。内容涵盖了SiCp、石墨烯以及二者混杂增强的铝基复合材料的多种制备技术、界面微观结构表征、力学性能和磨损性能测试以及相关的数值模拟等多个方面的研究成果。重点介绍从单一SiCp、石墨烯到二者混杂增强纯铝基、7075铝合金和2024铝合金基体复合材料的制备技术及其结构与性能的演化规律。同时结合数值模拟技术对铝基复合材料的界面复合机理、服役过程中的变形行为和损伤破坏机理进行分析。本书可作为金属基复合材料开发和应用的科技人员和工程技术人员的参考书，也可用作全国高等学校与科研院所金属基复合材料相关专业的研究生教材。
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| 關於作者： |
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杜晓明，毕业于中国科学院金属研究所，工学博士，教授。主要从事铝基复合材料的制备、成型以及模拟计算等方面的教学与科研工作。兼任辽宁省铸造学会理事，中国机械工业教育协会机电类学科教学委员会委员。获辽宁省高等学校教学成果三等奖1项。出版专著1部，编写教材1部，在国内外各类学术刊物和国际学术会议上发表学术论文70余篇，其中SCI收录45篇，EI收录10篇。
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| 目錄：
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1绪论 001
1.1铝基复合材料概论 001
1.1.1铝基复合材料定义 001
1.1.2铝基复合材料分类 002
1.1.3铝基复合材料研究现状 003
1.2SiCp/石墨烯增强铝基复合材料的制备技术 005
1.2.1主要制备技术分类 005
1.2.2搅拌铸造 006
1.2.3粉末冶金 008
1.2.4喷射沉积 010
1.2.5放电等离子烧结 010
1.3SiCp/石墨烯增强铝基复合材料性能特点及应用 012
1.3.1性能特点 012
1.3.2应用情况 015
1.4SiCp/石墨烯增强铝基复合材料研究趋势与展望 017
1.4.1存在的主要问题 017
1.4.2研究进展及发展趋势 019
参考文献 022
2增强体的表面改性 026
2.1引言 026
2.2SiCp的高温氧化 026
2.2.1氧化热力学分析 027
2.2.2高温氧化工艺 027
2.2.3氧化后颗粒表面氧化层观察 029
2.2.4氧化层厚度计算 030
2.2.5影响氧化层厚度的因素 031
2.3化学镀铜 034
2.3.1SiCp镀铜 034
2.3.2石墨烯镀铜 041
参考文献 054
3SiCp增强铝基复合材料的制备及性能研究 055
3.1引言 055
3.2固态半固态复合法制备铝基复合材料 055
3.2.1实验材料 055
3.2.2实验方法 056
3.2.3粉末冶金法制备复合坯料 059
3.2.4电磁搅拌重熔复合工艺 066
3.3纳米SiCp增强铝基复合材料的制备 074
3.3.1实验方法 074
3.3.2实验结果 075
参考文献 079
4石墨烯增强铝基复合材料的制备及性能 082
4.1引言 082
4.2实验材料与方法 083
4.2.1实验材料 083
4.2.2复合材料的制备工艺 083
4.2.3复合材料组织与性能表征技术 085
4.3致密度 087
4.3.1测试方法 087
4.3.2实验结果 087
4.4显微组织与结构 089
4.4.1复合粉中石墨烯的分布 089
4.4.2复合材料的显微组织结构 093
4.5力学性能 107
4.5.1硬度 107
4.5.2拉伸性能 108
4.5.3断口形貌 111
4.6摩擦与磨损性能 114
4.6.1载荷对复合材料磨损性能的影响 114
4.6.2滑动频率对复合材料磨损性能的影响 118
4.6.3复合材料磨损性能的评价 121
参考文献 125
5纳米相混杂增强铝基复合材料的制备及性能 128
5.1引言 128
5.2实验材料与方法 128
5.2.1实验材料 128
5.2.2实验方法 129
5.3石墨烯SiC纳米颗粒复合增强相的制备 130
5.3.1球磨时间对复合增强相包覆效果的影响 130
5.3.2复合比例对复合增强相包覆效果的影响 132
5.4复合相增强铝基复合材料的微观结构与性能 134
5.4.1显微组织与结构 134
5.4.2力学性能 138
5.4.3磨损性能 141
5.5不同增强相铝基复合材料组织与性能比较 144
5.5.1显微组织与结构 145
5.5.2力学性能 147
5.5.3磨损性能 150
参考文献 151
6铝基复合材料在动/静载荷下的组织与性能研究 155
6.1引言 155
6.2实验方法 155
6.2.1热轧制变形实验 155
6.2.2动/静态压缩实验 156
6.2.3热压缩实验 160
6.2.4微观组织表征 160
6.3铝基复合材料的热轧制变形 161
6.3.1热轧制变形量对复合材料组织的影响 161
6.3.2热轧制变形量对复合材料性能的影响 174
6.4铝基复合材料在动态压缩下的力学响应与组织演变 182
6.4.1应力应变曲线 182
6.4.2宏观变形 184
6.4.3微观组织演变 186
6.4.4应变硬化和应变率敏感性 192
6.5铝基复合材料热压缩变形行为 194
6.5.1热压缩流变应力行为 195
6.5.2热压缩变形微观组织演变规律 199
参考文献 202
7铝基复合材料的数值模拟研究 204
7.1引言 204
7.2SHPB实验的有限元模拟 205
7.2.1SiCp/Al7075复合材料 205
7.2.2石墨烯增强铝基复合材料 215
7.3石墨烯增强铝基复合材料的导热性能模拟 221
7.3.1复合材料导热性能的预测理论 222
7.3.2模拟方法 223
7.3.3模拟结果 224
参考文献 228
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| 內容試閱：
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我国新型装备和工业产品减重节能的技术需求以及国家节能减排和可持续发展的战略需求，对结构材料提出了更轻质、更高性能的发展要求，而广泛应用复合材料是实现轻量化的一个有效途径。相比于传统增强体（包括陶瓷颗粒、碳纤维、碳纳米管等），石墨烯具有更低的密度，更高的比模量、比强度、热导率、电导率以及低的热膨胀系数，因此石墨烯自诞生起就被认为是一种非常有前途的增强体。与轻质的铝/镁合金复合，在提高其力学性能的同时，可以显著提高基体合金的电导率、热导率，将会成为电力输送、电子封装和抗磨减摩材料的首要选择，在航空航天、国防军事、先进装备和高端制造行业等领域将有重要应用价值。
近年来石墨烯增强铝基复合材料的研究不断取得突破性进展，充分展示了其在理论研究和实际应用领域的巨大潜力和发展前景，引起了科研工作者的广泛关注。然而该领域的研究仅处于起步阶段，在石墨烯增强铝基复合材料的制备、成型加工、性能和界面微结构表征中还存在很多亟待解决的问题，如对石墨烯与铝合金基体间的界面润湿行为的调控机理认识不够清楚，石墨烯片结构的各向异性对铝合金基体的力学性能和物理性能的影响规律研究并不充分，石墨烯增强铝基复合材料的制备和成型工艺有待于进一步优化。
全书共7章：第1章介绍了石墨烯增强铝基复合材料的研究现状、应用领域及发展趋势；第2章介绍了增强体表面改性的主要工艺过程以及应用；第3章介绍了SiCp增强铝基复合材料的制备技术、结构和性能；第4章介绍了石墨烯增强铝基复合材料的制备技术以及影响复合材料组织和性能的主要因素；第5章介绍了纳米相混杂增强铝基复合材料制备实现过程中两种途径的研究成果，进而深入探究复合增强相增强铝基复合材料的协同作用机制；第6章研究石墨烯增强铝基复合材料的热轧制变形、热压缩变形以及高应变冲击压缩变形对复合材料组织和力学性能的影响规律，阐明石墨烯增强铝基复合材料在动/静态载荷下的变形行为和损伤机制；第7章采用数值模拟技术研究复合材料在动态载荷下的变形行为及损伤机制。同时对不同影响因素下铝基复合材料的导热性能进行研究，揭示复合材料的导热机制。本书基于笔者及其团队的科研工作，是在笔者指导的硕士生郑凯峰、齐浩天、郭爽、房官尚的四份硕士论文基础上，结合理论和实验两方面，进行的开拓性研究。笔者及其团队已陆续在国内外刊物上发表论文20余篇，其中被SCI收录15篇。
此外，本书也指出了石墨烯增强铝基复合材料在复合界面设计、性能调控和未来工程化应用方面的发展趋势，为广大读者提供开发新型高性能铝基复合材料的设计思路。笔者期望本书能对高等院校复合材料专业领域的学生和科技工作者起到借鉴作用。
本书由杜晓明教授统稿定稿，各章的编写人员如下：
第1章、第4章、第5～7章：杜晓明、刘凤国；第2章和第3章：杜晓明、曹磊。
本著作撰写过程中，沈阳理工大学王承志教授提供了许多实验数据，并完成了全稿的审阅，在此表示诚挚的感谢。硕士生石亚宁、王雪、卢志轩、马雪在本书的编写、素材整理和校核等方面做了许多工作，在此表示衷心的感谢。
本著作的出版得到了沈阳理工大学材料成型及控制工程“一流专业”建设经费、2020年辽宁省创新人才支持计划和2020年沈阳市中青年科技创新人才支持计划（RC200355）的资助，在此表示感谢。
由于笔者水平有限，不足之处在所难免，敬请同行专家学者和广大读者批评指正和不吝赐教。对此笔者将非常感谢。
后，请允许笔者也对家人的全力支持和关心表示衷心感谢，因为他们的无私奉献，本书得以顺利完成。
笔者
于沈阳理工大学
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